基于ZigBee技术的温度监测系统

王　婷，陈宪伟

(1.兰州交通大学，甘肃 兰州　730070：2.兰州冠云科技发展有限公司, 甘肃 兰州　730070)



基于ZigBee技术的温度监测系统

王婷1，陈宪伟2

(1.兰州交通大学，甘肃 兰州730070：2.兰州冠云科技发展有限公司, 甘肃 兰州730070)

摘 要：将 ZigBee 技术应用到温度数据采集系统中，设计了适合远程温度检测与传输的电路监测系统。

关键词：ZigBee技术；温度采集；单片机；无线通信

温度控制系统中，远程温度检测与传输一直是个难题[1]，而且温度控制效果不理想。将ZigBee技术应用到温度数据采集系统中，采用STC89C52作为终端节点和协调器的主控芯片，CC2530模块作为无线收发芯片，温度传感器采用高精度的数字式温度传感器 DS18B20，设计了适合远程温度检测与传输的电路监测系统。

1系统概述

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案[2]。基于ZigBee技术的温度监测系统是一种能够实现温度实时监控的无线传输方式，为温度控制提供一种更为便捷的方式。硬件系统总共分为监测终端和显示终端两大部分[3]。监测终端主要是通过DS18B20温度传感器实时监测温度数据，通过主控制器STC89C52单片机的控制，将DS18B20监测到的数据实时传送到ZigBee发送模块。通过ZigBee接收模块接收温度数据，将数据发送给ZigBee接收模块，显示终端主控器将ZigBee接收模块发送过来的温度数据在显示模块数码管中显示，显示终端可以显示任何时刻温度数值。图1、图2分别为系统监测终端和显示终端结构框图[4-5]。

2系统软件设计

2.1监测终端的软件设计

监测系统主要分为系统初始化程序、温度传感器读取温度程序、ZigBee模块收发数据程序。程序编写采用模块化思想，将各个功能模块封装成函数，在主函数中依次调用[6-7]。系统的流程如图3所示。

2.2监测终端和显示终端ZigBee模块程序设计

监测终端的ZigBee模块软件流程图如图4所示。

节点在发送数据前必须要加入某个已存在的网络中，在加入网络成功后，才能够将传感器传来的数据正确的发送到主节点，并且每次判断数据是否发送成功。显示终端的ZigBee模块软件流程图如图5所示。

3系统测试结果及分析

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接，它有自己的无线电标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很低的功耗，就能够以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器[5]。图6为温度检测系统工作现场。

为测试系统远程温度检测与传输效果，系统将现场检测温度与50 m无线通信远程检测温度值对比，如图6所示，图(a)为系统现场检测温度-发射部分，用数字温度计测现场温度，图(b)为50 m处接收端显示测量温度。实际测量时将一电炉做热源放置于发射端附近，10秒读一次数据，测试数据见表1，数据处理如图7所示。

从数据及图表能够看出：远程检测到的温度值与现场检测温度值误差控制在0.3 ℃以内，而且呈线性分布，比较有规律，如忽略迟滞时间则可控制在0.1 ℃以内，达到了良好的远程温度检测与传输效果。

4结论

经系统实验验证，在室外无障碍的环境下

500米之内，室内隔一堵墙的环境下150米范围内，采用ZigBee技术的温度远程检测系统效果良好。

参考文献：

[1]时杉杉，姜雪松．地源热泵空调控制系统的变频改造[J].森林工程，2008，24( 6) : 25-28．

[2]李文忠，段朝玉.ZigBee无线网络技术的入门与实战[M].北京：北京航空航天大学出版社，2007.

[3]熬诚博.基于ZigBee技术的温度数据采集监测系统的设计[D].吉林：吉林大学，2010.

[4]金纯，罗祖秋，罗凤.ZigBee技术基础及案例分析[M].北京：国防工业出版社，2008.

[5]张旭日.基于ZigBee温度无线传感器监测信息管理系统[D].吉林：吉林大学，2011.

[6]郭聪，等.基于单片机的霍尔效应实验数据采集和显示系统的研发[J].大学物理实验，2015(2)：55-56.

[7]基于单片机的自位电供暖强度智能调控装置[J].大学物理实验，2015(2)：52-53.

The Temperature Monitoring System Based on ZigBee Technology

WANG Ting1，CHEN Xian-wei2

(1.Lanzhou Jiao tong University, Gansu Lanzhou 730070；2.Lanzhou Aili Technology Development Co.Ltd，Gansu Lanzhou 730070)

Key words：ZigBee technology；temperature gathering；MCU；wireless communication

Abstract：ZigBee technology will be applied to temperature data acquisition system, design the circuit monitoring system for remote temperature measurement andtransmission.

收稿日期：2016-04-17

文章编号：1007-2934(2016)03-0009-03

中图分类号：TN 929.5;TP 274

文献标志码：A

DOI：10.14139/j.cnki.cn22-1228.2016.003.003