基于ZigBee的倉儲煙霧濃度監測系統的研究

圣軍 周萌萌 程明 張帆

【摘 要】系統以MC13224芯片為控制核心，利用終端采集煙霧濃度數據，通過協調器對數據進行分析和處理，上位機負責對整個系統進行監控，實現了倉儲煙霧濃度的智能監測和控制。

【關鍵詞】ZigBee;倉儲;MC13224

中圖分類號： X831 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）02-0084-002

【Abstract】The system uses MC13224 chip as the control core，uses the terminal node to collect the smoke concentration data，analyzes and processes the data through the coordinator node，and the upper computer is responsible for the whole system monitoring，realizing the intelligent monitoring and control of the storage smoke concentration.

【Key words】ZigBee;Warehouse;MC13224

0 引言

隨著社會經濟和物聯網技術的不斷發展，大型多元化復合型倉儲越來越多。傳統倉儲的煙霧濃度監測采取的是有線的方式，存在著移動靈活性差、布線復雜、管理維護成本高等問題。因ZigBee技術具有無線傳輸數據、支持大量網絡節點且可靠性強等特點，所以在倉儲管理系統中引入ZigBee無線傳感器技術能夠很好地解決傳統倉儲所存在的問題。

1 系統總體架構

本系統主要由移動終端節點、協調器節點、ZigBee網絡及上位機四部分組成，系統總體構架如圖1所示。

移動終端節點主要由傳感器構成，負責對倉儲煙霧濃度數據的采集;ZigBee網絡負責終端和協調器之間的數據傳輸;協調器節點負責對數據進行分析和處理;上位機可以修改參數閾值，實現對終端的監測和控制。

2 網絡節點設計

2.1 移動終端節點設計

移動終端由開發板、傳感器、控制模塊和電源電路組成。開發板采用飛思卡爾公司生產的MC13224芯片，其支持802.15.4標準和ZigBee標準，集成了2.4GHZ無線電收發器，能夠建立和維護ZigBee無線網絡。芯片MC13224還具有12位ADC，I2C，2個高速串口，能很好的兼容本系統所使用的傳感器以和控制設備的要求;傳感器采用的是深圳洲發電子科技公司生產的MQ-2煙霧傳感器，可以檢測到濃度為100-10000ppm的氣體與煙霧，具有精度高、穩定性強等特點，MQ-2煙霧傳感器通過接口轉換電路接在MC13224芯片的串口上;控制模塊包括數碼管、蜂鳴器、風扇等，當數據超出閾值時，控制設備可以實現報警及自動處理功能。移動終端節點結構圖如圖2所示。

2.2 協調器節點設計

協調器可以對數據進行存儲、分析和處理，同時還可以起到遠程報警的作用。協調器采用與終端相同的ZigBee模塊，方便ZigBee無線網絡的建立及數據的傳輸。其核心控制器采用ARM11內核芯片ARM1156T2-S，其提供了更高的CPU性能和吞吐量，可以高效地分析處理系統采集到的數據。

GPRS模塊采用SIMCOM公司的ATK-SIM900A，ATK-SIM900A芯片的工作頻段在900/1800M赫茲，可以低功耗實現語音、短信、數據信息的傳輸。當數據超出正常范圍時，GPRS模塊會向管理人員發送報警信息。另外，系統預留了WIFI模塊接口、RJ-45接口和USB接口，可以方便地與外設連接。協調器節點結構圖如圖3所示。

3 上位機設計

系統管理平臺是整個系統的功能控制部分，也是用戶操作的部分，它包括用戶管理軟件和數據庫設計兩大部分。數據庫采用Access2007來設計，主要包括用戶信息表、采集數據表、系統日志記錄表等;上位機采用VB開發環境，能夠方便的進行數據查詢、數據修改、串口設置等功能。

4 結束語

系統將ZigBee技術引入到倉儲環境監測中，構成了部署靈活的實時動態監測系統，克服了傳統倉儲監測系統的技術缺陷，實現了對倉儲煙霧濃度的智能監測與控制，保障了倉儲的安全性，系統具有較高的實用價值。

【參考文獻】

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