基于個域網(wǎng)的無線溫濕度傳感器設(shè)計及醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用

摘 要： 設(shè)計和實(shí)現(xiàn)一種基于個域網(wǎng)技術(shù)的溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。結(jié)合無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)， 采用ATmega16L單片機(jī)作為控制核心，以及可以支持最新版的ZigBee 2007/Pro 協(xié)議棧。通過該系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室后達(dá)到了低功耗、低成本、可擴(kuò)充性好、易于維護(hù)的預(yù)期效果，得出基于個域網(wǎng)的無線溫濕度傳感器的設(shè)計滿足了低成本、低功耗要求的結(jié)論。

關(guān)鍵詞： 個域網(wǎng)； 無線溫濕度傳感器； 硬件設(shè)計； 醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號： TN911?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）11?0110?02

0 引 言

醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)大多都要在確定的溫度與濕度下展開，尤其是微生物實(shí)驗(yàn)，對于恒溫、恒濕的要求更高，實(shí)驗(yàn)室的溫度與濕度的控制對于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Α?shí)驗(yàn)結(jié)論是否可信有著重大的影響。在實(shí)驗(yàn)室建設(shè)實(shí)時反饋溫濕指標(biāo)的溫濕監(jiān)測系統(tǒng)成為了一流醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的必選項(xiàng)。人工記錄是大部分實(shí)驗(yàn)室溫濕管理的主要方式，效率低下，耗費(fèi)大量的人力成本，而固定的有線溫濕度監(jiān)測儀則只能放置在特定的區(qū)域，一方面是布線復(fù)雜、建設(shè)成本高，另一方面約束了測樣品、工況和試驗(yàn)區(qū)域的范圍，不利于生物實(shí)驗(yàn)的大范圍開展。

隨著無線個域網(wǎng)技術(shù)的興起，實(shí)驗(yàn)室的無線溫濕監(jiān)控成為必然的趨勢。無線個域網(wǎng)（Wireless Personal Area Network，WPAN）是為了實(shí)現(xiàn)活動半徑小、業(yè)務(wù)類型豐富、面向特定群體、無線無縫的連接而提出的新興無線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。本文結(jié)合無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，建立基于個域網(wǎng)的溫濕度傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)時監(jiān)測、多點(diǎn)無線測量、自動記錄等功能，通過無線?有線?網(wǎng)絡(luò)的傳輸架構(gòu)使實(shí)驗(yàn)人員無需輪值守也能實(shí)時了解實(shí)驗(yàn)室的溫濕指標(biāo)，達(dá)到了生物體實(shí)驗(yàn)室溫濕控制穩(wěn)定性好、精度高、操作方便的預(yù)期效果。

1 系統(tǒng)概述

本系統(tǒng)主要由一個協(xié)調(diào)器和三個終端設(shè)備組成。協(xié)調(diào)器的功能主要是啟動整個網(wǎng)絡(luò)和接收三個終端設(shè)備發(fā)送的溫濕度數(shù)據(jù)，然后ATmega16L把數(shù)據(jù)通過異步串行口與PC機(jī)的上位機(jī)進(jìn)行通信。三個終端設(shè)備的硬件系統(tǒng)是一樣的，主要的功能都是ATmega16L先控制AM2302模塊采集本地的溫濕度數(shù)據(jù)，然后顯示在12864液晶屏上，最后通過CC2530把溫濕度數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)器。