于茲源

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714067

摘要：傳統(tǒng)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)主要是依靠著有線通信而存在的，這樣一來(lái)就很容易造成在布線上的量會(huì)很大、而且擴(kuò)展性差和檢修很麻煩等問(wèn)題。而設(shè)計(jì)基于紫蜂（Zig Bee）技術(shù)的無(wú)線溫度控制系統(tǒng)就很大程度上的解決了傳統(tǒng)的溫度監(jiān)控系統(tǒng)中一些問(wèn)題的存在。它是以STM32F103ZE微處理器及CC25030無(wú)線射頻芯片為核心的，這種無(wú)線溫度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)于溫度的無(wú)線監(jiān)控，它的控制精準(zhǔn)度也比預(yù)期效果更加顯著，具有了無(wú)線成本低廉、擴(kuò)展性較強(qiáng)、傳輸數(shù)據(jù)可靠、組網(wǎng)簡(jiǎn)單等一系列的特點(diǎn)，是對(duì)于傳統(tǒng)溫控系統(tǒng)的一個(gè)技術(shù)型提升，也是溫度監(jiān)控系統(tǒng)的一次重大改革。

關(guān)鍵詞：無(wú)線溫度控制系統(tǒng)；Zig Bee協(xié)議棧；設(shè)計(jì)研究

在近代的工業(yè)、農(nóng)業(yè)和我們的日常生活之中溫度監(jiān)控系統(tǒng)都有較為廣泛的運(yùn)用，現(xiàn)在大部分都還是依靠有線來(lái)進(jìn)行監(jiān)控的，所以會(huì)有布線用量大、舒展性不強(qiáng)、安裝位置過(guò)于固定等問(wèn)題的出現(xiàn)。但隨著無(wú)線通信技術(shù)的越來(lái)越成熟，無(wú)線傳輸技術(shù)及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)的控制當(dāng)中已經(jīng)成為了業(yè)界的一個(gè)研究熱點(diǎn)，用無(wú)線技術(shù)來(lái)克服傳統(tǒng)有線的溫度監(jiān)控系統(tǒng)上的諸多缺點(diǎn)。Zig Bee采用的就是一種這樣的無(wú)線技術(shù)，具有了低耗能、低成本、抗干擾能力等眾多的優(yōu)勢(shì)，在眾多的無(wú)線傳輸方式之中能夠脫穎而出，本文主要是對(duì)于無(wú)線溫度監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì)研究的一些分析，讓更多的人可以了解到它設(shè)計(jì)中的一些理念帶來(lái)的一些便利性。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

Zig Bee無(wú)線溫度控制系統(tǒng)主要是由Zig Bee協(xié)調(diào)器、上機(jī)位STM32F103ZE、Zig Bee終端點(diǎn)這三個(gè)大模塊構(gòu)成的。Zig Bee協(xié)調(diào)器和Zig Bee終端節(jié)點(diǎn)構(gòu)建是星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)樗南到y(tǒng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量是比較少的。在Zig Bee終端節(jié)點(diǎn)中是通過(guò)熱電偶來(lái)采集溫度信息的，然后通過(guò)無(wú)線局域網(wǎng)傳輸?shù)絑ig Bee協(xié)調(diào)器上面去的，接受來(lái)自協(xié)調(diào)器上的溫度指令信息，然后再利用模糊的比例積分微分算法來(lái)算出控制溫度。當(dāng)Zig Bee協(xié)調(diào)器收到了來(lái)自于終端節(jié)點(diǎn)的溫度信息以后再上傳到上機(jī)位STM32F103ZE上。STM32F103ZE的主要功能就是接受來(lái)自于Zig Bee協(xié)調(diào)器上面的溫度信息，并且在液晶屏幕上顯示出來(lái)，通過(guò)鍵盤來(lái)設(shè)置各個(gè)節(jié)點(diǎn)溫度控制指令然后發(fā)送給協(xié)調(diào)器，是一種同時(shí)通過(guò)監(jiān)控終端個(gè)人計(jì)算機(jī)和串口實(shí)現(xiàn)的通信。

2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

2.1 無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線局域網(wǎng)采用的是一種星型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是由Zig Bee協(xié)調(diào)器、STM32F103ZE上機(jī)位模塊、Zig Bee終端節(jié)點(diǎn)這三個(gè)大模塊構(gòu)成的。所謂協(xié)調(diào)器就是一種網(wǎng)絡(luò)組織的管理者，它針對(duì)的是一般模式的運(yùn)用在一個(gè)Zig Bee網(wǎng)絡(luò)形成之后，協(xié)調(diào)器就不再是必須的了，它最主要的作用就是根據(jù)據(jù)掃描的情況選擇一些合的參數(shù)來(lái)建立一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。Zig Bee終端節(jié)點(diǎn)是由Zig Bee無(wú)線射頻全功能模塊FFD、調(diào)壓加熱電路及測(cè)溫電路三部分構(gòu)成的。在這之中測(cè)溫電路采用的是K型熱電偶來(lái)作為溫度傳感器的，0℃到1300℃間的液體蒸汽和氣體介質(zhì)、固體的表面溫度都是可以被直接測(cè)量的。

2.2 STM32F103ZE上機(jī)位模塊

STM32F103ZE上機(jī)位模塊中上機(jī)位模塊是由STM32F103ZE和TFTLCD液晶顯示模塊及輸入按鍵構(gòu)成的，具有高性能、低功耗和豐富的片內(nèi)資源等較優(yōu)的特點(diǎn)。STM32提供了待機(jī)、睡眠和停機(jī)三種低耗電的模式，用戶可以進(jìn)行合理的系統(tǒng)優(yōu)化。STM32F103ZE采用的是自帶可變經(jīng)阿嚏存儲(chǔ)控制器接口和TFT3.2寸液晶模塊相連，這樣會(huì)更加的便于操作，只需要四個(gè)案件就可以完成對(duì)于液晶模塊的控制。

3 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件包括Zig Bee協(xié)調(diào)器、STM32F103ZE上機(jī)位程序、Zig Bee終端節(jié)點(diǎn)三部分程序構(gòu)成的，Zig Bee協(xié)調(diào)程序主要功能局勢(shì)組建局域網(wǎng)管理終端的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與STM32F103ZE之間的通信，而M32F103ZE上機(jī)位程序主要是實(shí)現(xiàn)和Zig Bee協(xié)調(diào)器之間的通信，并提供友好的人機(jī)界面，發(fā)送終端溫度控制的參數(shù)收集、處理和顯示無(wú)線收發(fā)溫度的一些信息。

4 結(jié)語(yǔ)

在如今這樣一個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)代之下，很多操作都在朝著一個(gè)更加專業(yè)化、科技化、便捷化的趨勢(shì)去發(fā)展，這即使一個(gè)時(shí)代的進(jìn)步，也是這個(gè)時(shí)代人類智慧的一種體現(xiàn)。無(wú)線溫度監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成與設(shè)計(jì)研究就是這樣的一種體現(xiàn)，在原有的基礎(chǔ)上它變得更加的便捷，解決了許多傳統(tǒng)溫度監(jiān)控系統(tǒng)無(wú)法解決的問(wèn)題，無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)還是我們的日常生活都因?yàn)檫@樣的改變而更加的美好?；谶@樣的一種狀況來(lái)看Zig Bee無(wú)線技術(shù)的溫度監(jiān)控技術(shù)會(huì)具有一個(gè)很好的發(fā)展前景，在未來(lái)也會(huì)有更大的力用價(jià)值和更加廣闊的發(fā)展空間，也為更多人帶來(lái)福利。成為以后無(wú)論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是日常生活都無(wú)法缺少的一種技術(shù)存在。

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