刑寶坤++馮元金

【摘要】 本設(shè)計(jì)以DHT11為溫濕度數(shù)據(jù)采集傳感器，通過單片機(jī)控制傳感器采集庫房溫濕度數(shù)據(jù)，而后再經(jīng)過ZigBee模塊發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)，從而達(dá)到對庫房內(nèi)溫濕度狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的效果。

【關(guān)鍵詞】 ZigBee 溫濕度 協(xié)調(diào)器 監(jiān)測

溫濕度監(jiān)測在軍需倉庫的控制中有重要的應(yīng)用，一旦庫房內(nèi)溫濕度超出存放物資溫濕度臨界點(diǎn)，將造成變質(zhì)、發(fā)霉等化學(xué)現(xiàn)象，尤其夏天溫度過高、濕度過低，將容易引發(fā)自然自爆等事故。顯而易見，對軍需倉庫內(nèi)部進(jìn)行多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測的重要性更加突出。本文提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的軍需倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 無線傳輸設(shè)計(jì)

ZigBee無線傳輸模塊的內(nèi)部核心板是基于CC2430為控制器，設(shè)計(jì)中為便于安裝使用，把CC2430芯片和外圍基本電路集成為一塊單獨(dú)的核心板，核心板上預(yù)留與ZigBee底板連接接口，使用時把核心板插在底板接口上即可，非常方便，與此同時，也可以一定程度減少無線收發(fā)天線的干擾。

1.2 傳感器接口電路

ZigBee底板上要外接傳感器測量模塊，這個接口成為執(zhí)行器電路。接口為CC2430與單片機(jī)溫濕度采集模塊的接口，也是CC2430與傳感器測量模塊之間的通信接口，可以接溫濕度測量、光電強(qiáng)度檢測、電機(jī)控制等模塊，所有的接口都是通用的，非常方便使用，只需要將模塊插在接口即可，內(nèi)部的通信協(xié)議都是統(tǒng)一的，無需改變程序，移植性強(qiáng)。

1.3 電源切換電路

單片機(jī)底板有兩個供電源，其中之一是鋰電池，另外一個是外接電源接口。電源切換設(shè)計(jì)采用的是XC6206。該芯片由于具備高精度、低功耗的特點(diǎn)，在電壓調(diào)整中被廣泛應(yīng)用，及時輸出電流較大芯片電路的輸入輸出壓差也能控制在誤差范圍之內(nèi)。

二、 系統(tǒng)軟件

單片機(jī)始終處在接收命令狀態(tài)，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令后，單片機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)的命令進(jìn)行響應(yīng)的操作，完成操作后要求返回?cái)?shù)據(jù)信息。

2.1單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議

為了方便各個模塊之間通信，制定了統(tǒng)一的通信協(xié)議，單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)議是為了單片機(jī)采集完數(shù)據(jù)后與CC2430之間通訊的方便。

（1）幀格式

CC2430給單片機(jī)

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned char Cmd //命令

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

單片機(jī)給CC2430

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned int Data //數(shù)據(jù)；高字節(jié)在前

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

（2）CC2430給單片機(jī)的命令（Cmd）和單片機(jī)給CC2430的數(shù)據(jù)（Data）

0x71 詢問傳感模塊是否存在，叢機(jī)應(yīng)答的數(shù)據(jù)為0xFF71

0x72 啟動測量命令，暫無應(yīng)答

0x73 采集測量結(jié)果，叢機(jī)返回測量結(jié)果

三、溫濕度采集數(shù)據(jù)分析

將溫濕度傳感器采集模塊和標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)放在相近的位置，通過計(jì)時觀察溫濕度計(jì)示數(shù)和系統(tǒng)界面顯示的溫濕度，觀察并記錄測試溫濕度數(shù)據(jù)是否一致。以下是兩者之間的示數(shù)對比：

表格 1-1溫濕度差距對比

通過以上數(shù)據(jù)可得出：實(shí)際溫濕度與系統(tǒng)采值之間有1攝氏度和1RH%的差距，分析原因可能是由于溫濕度計(jì)和傳感器之間的工藝差距或者是由于校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)不同造成的，不同的生產(chǎn)廠家和工藝都會對測試的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，但是影響不是很大，基本在允許范圍內(nèi)，基本符合使用要求。

【摘要】 本設(shè)計(jì)以DHT11為溫濕度數(shù)據(jù)采集傳感器，通過單片機(jī)控制傳感器采集庫房溫濕度數(shù)據(jù)，而后再經(jīng)過ZigBee模塊發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)，從而達(dá)到對庫房內(nèi)溫濕度狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的效果。

【關(guān)鍵詞】 ZigBee 溫濕度 協(xié)調(diào)器 監(jiān)測

溫濕度監(jiān)測在軍需倉庫的控制中有重要的應(yīng)用，一旦庫房內(nèi)溫濕度超出存放物資溫濕度臨界點(diǎn)，將造成變質(zhì)、發(fā)霉等化學(xué)現(xiàn)象，尤其夏天溫度過高、濕度過低，將容易引發(fā)自然自爆等事故。顯而易見，對軍需倉庫內(nèi)部進(jìn)行多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測的重要性更加突出。本文提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的軍需倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 無線傳輸設(shè)計(jì)

ZigBee無線傳輸模塊的內(nèi)部核心板是基于CC2430為控制器，設(shè)計(jì)中為便于安裝使用，把CC2430芯片和外圍基本電路集成為一塊單獨(dú)的核心板，核心板上預(yù)留與ZigBee底板連接接口，使用時把核心板插在底板接口上即可，非常方便，與此同時，也可以一定程度減少無線收發(fā)天線的干擾。

1.2 傳感器接口電路

ZigBee底板上要外接傳感器測量模塊，這個接口成為執(zhí)行器電路。接口為CC2430與單片機(jī)溫濕度采集模塊的接口，也是CC2430與傳感器測量模塊之間的通信接口，可以接溫濕度測量、光電強(qiáng)度檢測、電機(jī)控制等模塊，所有的接口都是通用的，非常方便使用，只需要將模塊插在接口即可，內(nèi)部的通信協(xié)議都是統(tǒng)一的，無需改變程序，移植性強(qiáng)。

1.3 電源切換電路

單片機(jī)底板有兩個供電源，其中之一是鋰電池，另外一個是外接電源接口。電源切換設(shè)計(jì)采用的是XC6206。該芯片由于具備高精度、低功耗的特點(diǎn)，在電壓調(diào)整中被廣泛應(yīng)用，及時輸出電流較大芯片電路的輸入輸出壓差也能控制在誤差范圍之內(nèi)。

二、 系統(tǒng)軟件

單片機(jī)始終處在接收命令狀態(tài)，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令后，單片機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)的命令進(jìn)行響應(yīng)的操作，完成操作后要求返回?cái)?shù)據(jù)信息。

2.1單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議

為了方便各個模塊之間通信，制定了統(tǒng)一的通信協(xié)議，單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)議是為了單片機(jī)采集完數(shù)據(jù)后與CC2430之間通訊的方便。

（1）幀格式

CC2430給單片機(jī)

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned char Cmd //命令

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

單片機(jī)給CC2430

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned int Data //數(shù)據(jù)；高字節(jié)在前

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

（2）CC2430給單片機(jī)的命令（Cmd）和單片機(jī)給CC2430的數(shù)據(jù)（Data）

0x71 詢問傳感模塊是否存在，叢機(jī)應(yīng)答的數(shù)據(jù)為0xFF71

0x72 啟動測量命令，暫無應(yīng)答

0x73 采集測量結(jié)果，叢機(jī)返回測量結(jié)果

三、溫濕度采集數(shù)據(jù)分析

將溫濕度傳感器采集模塊和標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)放在相近的位置，通過計(jì)時觀察溫濕度計(jì)示數(shù)和系統(tǒng)界面顯示的溫濕度，觀察并記錄測試溫濕度數(shù)據(jù)是否一致。以下是兩者之間的示數(shù)對比：

表格 1-1溫濕度差距對比

通過以上數(shù)據(jù)可得出：實(shí)際溫濕度與系統(tǒng)采值之間有1攝氏度和1RH%的差距，分析原因可能是由于溫濕度計(jì)和傳感器之間的工藝差距或者是由于校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)不同造成的，不同的生產(chǎn)廠家和工藝都會對測試的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，但是影響不是很大，基本在允許范圍內(nèi)，基本符合使用要求。

【摘要】 本設(shè)計(jì)以DHT11為溫濕度數(shù)據(jù)采集傳感器，通過單片機(jī)控制傳感器采集庫房溫濕度數(shù)據(jù)，而后再經(jīng)過ZigBee模塊發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)，從而達(dá)到對庫房內(nèi)溫濕度狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的效果。

【關(guān)鍵詞】 ZigBee 溫濕度 協(xié)調(diào)器 監(jiān)測

溫濕度監(jiān)測在軍需倉庫的控制中有重要的應(yīng)用，一旦庫房內(nèi)溫濕度超出存放物資溫濕度臨界點(diǎn)，將造成變質(zhì)、發(fā)霉等化學(xué)現(xiàn)象，尤其夏天溫度過高、濕度過低，將容易引發(fā)自然自爆等事故。顯而易見，對軍需倉庫內(nèi)部進(jìn)行多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測的重要性更加突出。本文提出一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的軍需倉庫溫濕度監(jiān)測系統(tǒng)。

圖1 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)圖

一、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

1.1 無線傳輸設(shè)計(jì)

ZigBee無線傳輸模塊的內(nèi)部核心板是基于CC2430為控制器，設(shè)計(jì)中為便于安裝使用，把CC2430芯片和外圍基本電路集成為一塊單獨(dú)的核心板，核心板上預(yù)留與ZigBee底板連接接口，使用時把核心板插在底板接口上即可，非常方便，與此同時，也可以一定程度減少無線收發(fā)天線的干擾。

1.2 傳感器接口電路

ZigBee底板上要外接傳感器測量模塊，這個接口成為執(zhí)行器電路。接口為CC2430與單片機(jī)溫濕度采集模塊的接口，也是CC2430與傳感器測量模塊之間的通信接口，可以接溫濕度測量、光電強(qiáng)度檢測、電機(jī)控制等模塊，所有的接口都是通用的，非常方便使用，只需要將模塊插在接口即可，內(nèi)部的通信協(xié)議都是統(tǒng)一的，無需改變程序，移植性強(qiáng)。

1.3 電源切換電路

單片機(jī)底板有兩個供電源，其中之一是鋰電池，另外一個是外接電源接口。電源切換設(shè)計(jì)采用的是XC6206。該芯片由于具備高精度、低功耗的特點(diǎn)，在電壓調(diào)整中被廣泛應(yīng)用，及時輸出電流較大芯片電路的輸入輸出壓差也能控制在誤差范圍之內(nèi)。

二、 系統(tǒng)軟件

單片機(jī)始終處在接收命令狀態(tài)，當(dāng)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送命令后，單片機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，根據(jù)終端節(jié)點(diǎn)的命令進(jìn)行響應(yīng)的操作，完成操作后要求返回?cái)?shù)據(jù)信息。

2.1單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)的通信協(xié)議

為了方便各個模塊之間通信，制定了統(tǒng)一的通信協(xié)議，單片機(jī)與終端節(jié)點(diǎn)之間的通信協(xié)議是為了單片機(jī)采集完數(shù)據(jù)后與CC2430之間通訊的方便。

（1）幀格式

CC2430給單片機(jī)

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned char Cmd //命令

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

單片機(jī)給CC2430

unsigned char Head //數(shù)據(jù)頭 0xef

unsigned char SenseType //傳感器類型

unsigned int Data //數(shù)據(jù)；高字節(jié)在前

unsigned char Tail //數(shù)據(jù)尾 0xfe

（2）CC2430給單片機(jī)的命令（Cmd）和單片機(jī)給CC2430的數(shù)據(jù)（Data）

0x71 詢問傳感模塊是否存在，叢機(jī)應(yīng)答的數(shù)據(jù)為0xFF71

0x72 啟動測量命令，暫無應(yīng)答

0x73 采集測量結(jié)果，叢機(jī)返回測量結(jié)果

三、溫濕度采集數(shù)據(jù)分析

將溫濕度傳感器采集模塊和標(biāo)準(zhǔn)溫濕度計(jì)放在相近的位置，通過計(jì)時觀察溫濕度計(jì)示數(shù)和系統(tǒng)界面顯示的溫濕度，觀察并記錄測試溫濕度數(shù)據(jù)是否一致。以下是兩者之間的示數(shù)對比：

表格 1-1溫濕度差距對比

通過以上數(shù)據(jù)可得出：實(shí)際溫濕度與系統(tǒng)采值之間有1攝氏度和1RH%的差距，分析原因可能是由于溫濕度計(jì)和傳感器之間的工藝差距或者是由于校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)不同造成的，不同的生產(chǎn)廠家和工藝都會對測試的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，但是影響不是很大，基本在允許范圍內(nèi)，基本符合使用要求。