夏斯權+谷志博+郭仕豪+張智鑫

摘 要：為了解決局域測控溫濕度數(shù)據(jù)不準確的缺陷，提出了一種簡易溫濕度測控系統(tǒng)，硬件部分可以由多個溫濕度采集模塊組成，并且?guī)в袩o線傳感網(wǎng)絡，與傳輸模塊主機設備組成網(wǎng)絡，把采集的溫濕度數(shù)據(jù)傳送給終端設備，極大的減少人力物力，測試返回的數(shù)據(jù)準確，整個系統(tǒng)運行可靠。

關鍵字：溫濕度；無線傳感網(wǎng)絡；測控

0 引言

溫濕度的監(jiān)控在各行各業(yè)都有一定的數(shù)據(jù)要求，特別是大型糧倉、物流貨備倉、農(nóng)業(yè)大棚等領域?qū)τ跍貪穸鹊膮?shù)檢測更為嚴格。比較傳統(tǒng)的溫濕度數(shù)據(jù)檢測完全依靠人工去操作，對于占地面積的比較大的空間，這種操作效率非常低，測試的數(shù)據(jù)隨機性很大，不夠穩(wěn)定，而且人工成本也在不斷的提升。為此本文提出一種簡易溫濕度測控系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)主要包括硬件部分和軟件部分，硬件部分可以設計成多個測試點模塊，每個測試點模塊上都帶有無線傳感器，作為數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆酚刹糠郑瑫r還在整個控制系統(tǒng)中加入一個主機模塊，依采集的優(yōu)先順序獲取對應測試點的溫濕度數(shù)據(jù)，最后通過主機模塊把采集的數(shù)據(jù)通過串口傳輸?shù)奖O(jiān)控端，這樣可以極大減少人工成本，測試的數(shù)據(jù)都是在一個波動范圍里的平均值，相對比較準確，而且穩(wěn)定。

1 測控系統(tǒng)硬件部分

測控系統(tǒng)硬件部分采用技術成熟，性能穩(wěn)定的電子設計方案，分為溫濕度采集主模塊和傳輸主機從模塊兩大部分。溫濕度采集主模塊如圖1所示，主要包括微處理器，溫濕度傳感器及其控制電路，還有ZIGBEE網(wǎng)絡傳感器。

其中使用的ZIGBEE網(wǎng)絡傳感器主要涉及一種無線通信技術，其目標是可以實現(xiàn)復雜度低、功耗低、白組織能力強的無線通信網(wǎng)絡。為了滿足控制系統(tǒng)的基本要求，本系統(tǒng)采用星型ZIGBEE網(wǎng)絡拓撲結構，它是一個單跳網(wǎng)絡，組成部分包括一個協(xié)調(diào)器和多個終端節(jié)點，其基本結構如圖2所示，如果任意兩個節(jié)點進行通訊，需要將數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)調(diào)器轉(zhuǎn)發(fā)，協(xié)調(diào)器能夠當作路由器使用。

這里的ZIGBEE模塊為了滿足大空間的數(shù)據(jù)傳輸，采用功率放大芯片的路由設備模塊，帶有2dBi或者6dBi全向天線。

傳輸主機從模塊如圖3所示，主要包括微處理器，顯示模塊，報警器，還有帶有全向天線的ZIGBEE主機設備模塊。

溫濕度采集模塊通過溫濕度傳感器實時采集被測點的溫度和濕度，微處理器把采集的數(shù)據(jù)進行處理給無線傳輸模塊。這里需要說明所有的傳輸模塊與主機設備模塊之間都要按照一定協(xié)議進行組網(wǎng)，只有傳輸網(wǎng)絡組建成功，才可以自由接發(fā)送數(shù)據(jù)。通過傳輸主機模塊把溫濕度采集模塊傳來的數(shù)據(jù)發(fā)送給遠程的監(jiān)控臺，監(jiān)控臺可以是PC主機或者其他可以接收的智能終端。溫濕度的高低達到一定的臨界值時，監(jiān)控臺根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)自動發(fā)出報警，這樣測控人員可以及時進行調(diào)控，從而避免不必要的損失。

2 測控系統(tǒng)軟件部分

溫濕度測控系統(tǒng)是以MSP430單片機為核心主控部件，軟件部分是采用單片機C語言編寫的模塊化程序，主要包括主程序模塊、定時器與系統(tǒng)時鐘設計模塊、溫濕度傳感器讀數(shù)據(jù)設計模塊、無線傳感網(wǎng)絡ZIGBEE設計模塊、串行口數(shù)據(jù)傳輸USART設計模塊。整個控制系統(tǒng)的軟件設計流程如圖4所示。

由于系統(tǒng)軟件編寫的代碼較多，這里僅給出主程序部分代碼如下：

voidmain（）

{

WDT_STOP（）；

USARTO_INIT（）；

Clocklnit（）；

DHll_lnit（）；

Zigbee_lnit0；

_EIINT（）；

unsignedchar dhlldatabut5]；

unsignedchar string[50]；

while（l）

{

Delay_ms（INTERVAL）；

DHll_GetData（dhlldatabuf）；

DHll_GetData（dhlldatabuf）；

sprintf《char*）string，" {node：%d，t：%d，h：%d} Yn"，NODEI

D，dhl ldatabuf[O]，dh lldatabut[2]）；

Zigbee_Send_Strin（（uchar*） string）；

3 結論

本文提出的一種簡易溫濕度測控系統(tǒng)，利用溫濕度傳感器組成多個溫濕度采集模塊，并且?guī)в袩o線傳輸模塊，只要一個終端設備就可以掌握整個空間區(qū)域?qū)臏貪穸惹闆r，極大的減少了人力的投入，解決以往局域測控的缺陷，而且測試的數(shù)據(jù)比較準確，帶有全向天線的無線設備為系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性提供保障，具有一定的推廣性。endprint