，

(遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院 自動(dòng)控制工程學(xué)院，沈陽(yáng) 110161)

ISM頻段無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

林，魏海波

(遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)控制工程學(xué)院，沈陽(yáng)110161)

針對(duì)智能住宅建筑能效監(jiān)管需求和現(xiàn)有熱計(jì)量系統(tǒng)布線成本高、改造難度大的問(wèn)題，將ISM頻段無(wú)線收發(fā)芯片應(yīng)用于無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)的傳輸過(guò)程中，對(duì)熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了一種無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊，設(shè)計(jì)了該節(jié)點(diǎn)模塊的基本結(jié)構(gòu)和主要電路，并重點(diǎn)介紹了其SPI接口連接方式及數(shù)據(jù)傳輸方法、無(wú)線收發(fā)芯片寄存器讀寫(xiě)控制和熱計(jì)量數(shù)據(jù)的無(wú)線收發(fā)過(guò)程；實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊在保證熱計(jì)量數(shù)據(jù)穩(wěn)定、可靠采集傳輸?shù)耐瑫r(shí)，大大地增加了熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)的靈活性和適用性，為住宅建筑能效數(shù)據(jù)的智能化采集、傳輸和管理提供了一種經(jīng)濟(jì)、高效的解決方法。

熱計(jì)量；傳感器網(wǎng)絡(luò)；ISM

0 引言

近年來(lái)，隨著我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)、建筑智能化技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和節(jié)能意識(shí)的不斷提高，我國(guó)已在《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》中明確要求對(duì)實(shí)行集中供熱的建筑分步驟實(shí)行供熱分戶計(jì)量、按照用熱量收費(fèi)的制度要求，在2015年11月開(kāi)始頒布實(shí)施的GB50314-2015《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中也明確提出了住宅建筑應(yīng)配備建筑能效監(jiān)管系統(tǒng)，并滿足住宅建筑物業(yè)的規(guī)范化運(yùn)營(yíng)管理要求，這對(duì)我國(guó)建筑用熱計(jì)量也提出了更高的技術(shù)要求。我國(guó)現(xiàn)有熱計(jì)量系統(tǒng)一般采用有線方式對(duì)熱量表數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和集中，并通過(guò)GPRS模塊上傳至遠(yuǎn)端服務(wù)器處理，這種方法增加了建筑內(nèi)部的布線成本和復(fù)雜程度，特別是對(duì)于老舊建筑的熱計(jì)量系統(tǒng)改造增加了極大的難度，而使用ISM頻段無(wú)線節(jié)點(diǎn)模塊組成的熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部署靈活、價(jià)格低廉和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，因此，特別適合我國(guó)現(xiàn)有熱計(jì)量系統(tǒng)的改造，且能夠有效地保證熱計(jì)量數(shù)據(jù)的智能化采集、傳輸和管理。

1 無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)及工作原理

ISM頻段無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)主要由傳感器前端、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊和無(wú)線匯集節(jié)點(diǎn)模塊三部分組成，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)

其中，傳感器前端中的流量傳感器、進(jìn)回水配對(duì)溫度傳感器首先對(duì)某一時(shí)間段內(nèi)的流量、溫度信號(hào)進(jìn)行采集，并經(jīng)處理器計(jì)算后得到熱交換系統(tǒng)所釋放的熱量，具體計(jì)算方法如下：

(1)

式中,Q為系統(tǒng)釋放熱量，單位為J；qv為水流的體積流量，單位為m3/h；h1、h2為出口和入口溫度下水的熱焓值，單位為J/kg；ρ1、ρ2為出口和入口溫度下水的密度，單位為kg/m3；t為水流流經(jīng)時(shí)間,單位為h。

此外，在由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和匯集節(jié)點(diǎn)組成的無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)中，主要依靠各節(jié)點(diǎn)的不同地址對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行劃分以實(shí)現(xiàn)其不同功能，首先，安裝在用戶內(nèi)部的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊采集傳感器前端所提供的熱計(jì)量數(shù)據(jù)，通過(guò)添加前導(dǎo)字節(jié)、地址字節(jié)、控制信號(hào)和CRC校驗(yàn)字節(jié)并進(jìn)行調(diào)制后，利用發(fā)射電路將數(shù)據(jù)上傳至匯集節(jié)點(diǎn)；匯集節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)單體建筑內(nèi)部或一定范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯集，并通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)端服務(wù)器進(jìn)行處理，在特殊情況下，匯集節(jié)點(diǎn)還可以通過(guò)形成無(wú)線傳感器多跳網(wǎng)絡(luò)延長(zhǎng)數(shù)據(jù)傳輸距離，以補(bǔ)償ISM頻段對(duì)于模塊傳輸距離限制。

2 無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊的設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)所采用的無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊主要由以STC89C52單片機(jī)為核心的處理電路和由CC1101芯片組成的無(wú)線射頻收發(fā)電路構(gòu)成，其主要功能是采集傳感器前端的輸出信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行無(wú)線傳輸。

圖3 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊SPI接口數(shù)據(jù)傳輸流程

CC1101芯片是美國(guó)TI公司生產(chǎn)的一款低功耗短距離無(wú)線收發(fā)芯片，該芯片具有體積小、靈敏度高、功耗極低和價(jià)格便宜等特點(diǎn)，所以被廣泛應(yīng)用在自動(dòng)抄表、遠(yuǎn)程監(jiān)控和無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，通過(guò)配合外圍電路，CC1101芯片可以工作在本系統(tǒng)所使用的433 MHz在內(nèi)的315、868和915 MHz四個(gè)ISM頻段。ISM頻段(Industrial Scientific Medical Band)是世界各國(guó)開(kāi)放給工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)用所使用的開(kāi)放頻段，用戶在使用該頻段進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)不需要使用許可，只需在使用時(shí)限制節(jié)點(diǎn)模塊的發(fā)射功率在1 W以下，以避免對(duì)其它設(shè)備造成干擾。

由于在同一建筑內(nèi)部的熱計(jì)量用戶具有距離相對(duì)較近、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、節(jié)點(diǎn)移動(dòng)少、數(shù)據(jù)傳輸量小的特點(diǎn)，所以在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊中使用CC1101芯片既能滿足無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)對(duì)于近距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅挚梢悦鈱?duì)其它設(shè)備造成干擾，同時(shí)還可以大幅度地降低系統(tǒng)整體功耗，使整個(gè)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有更長(zhǎng)的工作壽命。

無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊的基本電路結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊基本電路結(jié)構(gòu)

3 無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊的SPI接口

在無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊中，CC1101芯片共有20個(gè)引腳，模塊使用其SCLK、SO(GDO1)、CSn和SI引腳組成4線SPI接口與單片機(jī)進(jìn)行通信，并通過(guò)SPI接口對(duì)寄存器的讀寫(xiě)操作來(lái)完成芯片寄存器配置、命令濾波、狀態(tài)監(jiān)控和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，SPI接口引腳功能以及與單片機(jī)對(duì)應(yīng)引腳如表1所示。

表1 無(wú)線熱計(jì)量模塊SPI接口

在節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，根據(jù)CC1101芯片使用要求，單片機(jī)作為主設(shè)備首先在使片選信號(hào)CSn變低有效后等待從設(shè)備CC1101芯片的SO引腳信號(hào)變低，此時(shí)說(shuō)明芯片內(nèi)部穩(wěn)定；在此之后，單片機(jī)通過(guò)SPI接口對(duì)CC1101芯片內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)(由SI引腳輸出讀寫(xiě)控制頭字節(jié)和單片機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)，并由SO引腳輸入芯片狀態(tài)字節(jié)和芯片內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù))以實(shí)現(xiàn)主從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸，使用SPI接口傳輸字節(jié)程序流程如圖3所示。

4 無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的讀寫(xiě)

在無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中，計(jì)量數(shù)據(jù)、配置信息、控制命令和狀態(tài)數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收是通過(guò)單片機(jī)對(duì)CC1101芯片內(nèi)部的配置寄存器、命令濾波寄存器、狀態(tài)寄存器、收發(fā)FIFO和功率配置表PATABLE五種寄存器的讀寫(xiě)操作完成的，一般包括發(fā)送頭字節(jié)數(shù)據(jù)和發(fā)送/接收數(shù)據(jù)兩個(gè)過(guò)程。

在單片機(jī)通過(guò)SPI接口讀寫(xiě)寄存器時(shí)，首先要發(fā)送8位頭字節(jié)以確定操作類型、操作方式和操作所對(duì)應(yīng)的寄存器地址，其基本形式如圖4所示。

圖4 頭字節(jié)基本形式

在頭字節(jié)中，Bit7為讀寫(xiě)控制位，該位為1時(shí)為讀相應(yīng)地址寄存器的內(nèi)容，為0時(shí)則將寫(xiě)相應(yīng)地址寄存器；Bit6為突發(fā)訪問(wèn)(Burst)位，當(dāng)該位為0時(shí)單字節(jié)訪問(wèn)寄存器，為1時(shí)則進(jìn)行突發(fā)訪問(wèn)，所謂突發(fā)訪問(wèn)是指將(Bit5～Bit0)的寄存器地址作為首地址連續(xù)讀寫(xiě)寄存器，每次訪問(wèn)后地址自動(dòng)加1，然后再繼續(xù)進(jìn)行多次寄存器讀寫(xiě)操作；Bit5～Bit0為讀寫(xiě)操作的對(duì)象寄存器，因CC1101芯片寄存器地址范圍為0x00(0000 0000)～0x3F(0011 1111)，范圍內(nèi)寄存器地址的最高兩位均為0，故只需使用5位地址即可對(duì)寄存器進(jìn)行區(qū)分，因此，頭字節(jié)中所包含的地址位數(shù)一共有5位。

芯片CC1101的配置寄存器共有47個(gè)，地址范圍是0x00～0x2E，主要包含了芯片在工作過(guò)程中的配置信息，單片機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行單字節(jié)或突發(fā)讀寫(xiě)操作，以設(shè)置芯片的地址、工作頻率、收發(fā)FIFO門(mén)限和數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度等信息，單字節(jié)訪問(wèn)方式寫(xiě)配置寄存器及突發(fā)訪問(wèn)方式讀配置寄存器程序流程如圖5(a)、(b)所示。

圖5 配置寄存器程序讀寫(xiě)程序流程

在上述流程中，在使用單字節(jié)訪問(wèn)方式寫(xiě)寄存器時(shí)，頭字節(jié)中Bit7和Bit6均為0，而寄存器的地址最高兩位本身為0，故不用進(jìn)行特殊處理，可直接使用寄存器地址作為頭字節(jié)；但在使用突發(fā)訪問(wèn)方式讀寄存器時(shí)，Bit7和Bit6均應(yīng)為1，故需將突發(fā)讀命令(1100 0000)與寄存器地址做或操作并寫(xiě)入頭字節(jié)中，其它讀寫(xiě)方式及命令如表2所示。

表2 CC1101寄存器讀寫(xiě)命令

芯片CC1101的命令濾波寄存器共有14個(gè)，地址范圍是0x30～0x3D，當(dāng)單片機(jī)對(duì)該類寄存器進(jìn)行寫(xiě)操作時(shí)，只發(fā)送頭字節(jié)(無(wú)需發(fā)送數(shù)據(jù))即可啟動(dòng)芯片內(nèi)部命令，使芯片啟動(dòng)無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)收發(fā)、復(fù)位、清空FIFO寄存器和進(jìn)入空閑模式等操作，而除掉電模式命令和關(guān)閉晶振以外，所有的指令都會(huì)在命令發(fā)送后立即執(zhí)行。

芯片CC1101的狀態(tài)寄存器共有14個(gè)，地址范圍是0x30～0x3D，其內(nèi)部主要包含了芯片當(dāng)前的工作狀態(tài)信息，如版本號(hào)、接收信號(hào)強(qiáng)度、WOR計(jì)數(shù)器狀態(tài)和FIFO寄存器中字節(jié)數(shù)等信息，此類寄存器為只讀寄存器，可以通過(guò)突發(fā)訪問(wèn)方式的讀操作完成芯片狀態(tài)讀取。需要說(shuō)明的是由于芯片CC1101的命令濾波寄存器和狀態(tài)寄存器的地址范圍相同，在讀寫(xiě)過(guò)程為了區(qū)分這兩類寄存器，一般通過(guò)頭字節(jié)中的突發(fā)訪問(wèn)位Bit6進(jìn)行識(shí)別(單字節(jié)方式寫(xiě)命令濾波寄存器，突發(fā)訪問(wèn)方式讀狀態(tài)寄存器)。

芯片CC1101內(nèi)部還包含了2個(gè)64字節(jié)FIFO，作為熱計(jì)量數(shù)據(jù)收發(fā)的存儲(chǔ)空間，其中一個(gè)為64字節(jié)只寫(xiě)的發(fā)送FIFO，另外一個(gè)為64字節(jié)只讀的接收FIFO，地址均為0x3F，可以使用單字節(jié)或突發(fā)訪問(wèn)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫(xiě)。當(dāng)頭字節(jié)中的Bit7為1時(shí)，訪問(wèn)接收FIFO，單片機(jī)讀出芯片所接收的熱計(jì)量數(shù)據(jù)；而當(dāng)Bit7為0時(shí)，訪問(wèn)發(fā)送FIFO，單片機(jī)將所要發(fā)送的熱計(jì)量數(shù)據(jù)寫(xiě)入芯片。此外，在芯片CC1101內(nèi)部的功率配置表PATABLE為8字節(jié)表格，主要用于配置芯片在不同頻率、調(diào)制方式下的功率放大器參數(shù)，可以通過(guò)地址0x3E進(jìn)行訪問(wèn)。

5 無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的收發(fā)

無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的收發(fā)是通過(guò)CC1101芯片的無(wú)線數(shù)據(jù)包收發(fā)實(shí)現(xiàn)的，其數(shù)據(jù)包格式如圖6所示。

圖6 無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)包格式

在數(shù)據(jù)包中，前導(dǎo)字節(jié)為16位0、1交替序列，無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)將在數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)自動(dòng)添加前導(dǎo)字節(jié)、同步字節(jié)和CRC校驗(yàn)碼，當(dāng)接收節(jié)點(diǎn)檢測(cè)到前導(dǎo)信號(hào)時(shí)將利用芯片CC1101所提供的電磁波喚醒(WOR)功能啟動(dòng)芯片接收同步字節(jié)并確認(rèn)地址字節(jié)中所包含的信號(hào)是否為本節(jié)點(diǎn)地址，如果為本節(jié)點(diǎn)地址則將繼續(xù)接收熱計(jì)量數(shù)據(jù)或控制信號(hào)，并在進(jìn)行CRC校驗(yàn)后將其存至接收FIFO。

無(wú)線熱計(jì)量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的發(fā)送時(shí)，單片機(jī)首先應(yīng)通過(guò)SPI接口向發(fā)送FIFO寄存器寫(xiě)入長(zhǎng)度值，然后再寫(xiě)入所要發(fā)送的數(shù)據(jù)，此后再通過(guò)向命令寄存器STX寫(xiě)入的頭字節(jié)激活發(fā)送命令來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，當(dāng)收到由CC1101芯片GDO0引腳輸入的狀態(tài)數(shù)據(jù)表明發(fā)送完成后，再利用命令寄存器SFXT頭字節(jié)寫(xiě)入清空發(fā)送FIFO；在接收數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)首先向命令寄存器SRX寫(xiě)入頭字節(jié)，啟動(dòng)接收，然后將熱計(jì)量數(shù)據(jù)包中的地址與本節(jié)點(diǎn)地址比較，如果地址匹配則接收數(shù)據(jù)并進(jìn)行CRC校驗(yàn)，在接收完成后將利用SFRX寄存器清空接收FIFO，熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送和接收流程分別為圖7(a)、(b)所示。

圖7 熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送、接收流程

6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

為了測(cè)試熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的工作性能，在后期實(shí)驗(yàn)中分別在不同的傳輸距離和建筑內(nèi)部結(jié)構(gòu)環(huán)境下，使用發(fā)送節(jié)點(diǎn)模塊定時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，并在接收節(jié)點(diǎn)模塊接收到該數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)傳回至發(fā)送節(jié)點(diǎn)模塊，從而通過(guò)比較發(fā)送數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)以測(cè)試節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)目煽啃?測(cè)試條件：GFSK調(diào)制模式，發(fā)射功率10 mW，通信速率76.8 kbps)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)環(huán)境測(cè)試

通過(guò)對(duì)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可得，在建筑內(nèi)部，節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)據(jù)傳輸可靠性與天線增益、所處位置以及建筑結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度有關(guān)，在一般情況下節(jié)點(diǎn)模塊的可靠傳輸距離為200 m，極限傳輸距離為400 m，但通過(guò)將天線引出至建筑內(nèi)預(yù)留通道的方法可以增加節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸可靠距離。

另外，在后期實(shí)驗(yàn)中還通過(guò)讀取芯片CC1101內(nèi)部狀態(tài)寄存器的RSSI(信號(hào)強(qiáng)度指示寄存器，地址：0x34)對(duì)使用433.0 MHz(ISM頻段)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在不同數(shù)據(jù)傳輸條件下的信號(hào)強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表4所示。

表4 無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度測(cè)試

有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在傳輸距離較近時(shí)，通信速率對(duì)信號(hào)強(qiáng)度影響較小；開(kāi)啟FEC(前向交錯(cuò))功能能夠增加節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃裕瑫r(shí)會(huì)降低節(jié)點(diǎn)接收信號(hào)強(qiáng)度，縮短信號(hào)傳輸距離；節(jié)點(diǎn)模塊在傳輸速率為1.2 kbps的情況下可靠數(shù)據(jù)傳輸距離為300 m，極限傳輸距離為400 m，這已經(jīng)完全滿足無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)際要求。

7 結(jié)束語(yǔ)

CC1101無(wú)線低功耗數(shù)據(jù)傳輸芯片具有價(jià)格低、性能穩(wěn)定、使用靈活等特點(diǎn)，可以方便地通過(guò)對(duì)寄存器的讀寫(xiě)操作完成傳輸參數(shù)設(shè)置、熱計(jì)量數(shù)據(jù)的收發(fā)和芯片狀態(tài)讀取，滿足了無(wú)線熱計(jì)量數(shù)據(jù)近距離采集和傳輸要求，在使用由其組成的ISM頻段無(wú)線熱計(jì)量傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)具有網(wǎng)絡(luò)組織靈活、節(jié)點(diǎn)部署簡(jiǎn)單和傳輸性能可靠的特點(diǎn)，能夠有效減少建筑內(nèi)熱計(jì)量系統(tǒng)改造難度，降低改造成本，通過(guò)配合GPRS模塊和上位機(jī)軟件的使用為我國(guó)智能化熱計(jì)量數(shù)據(jù)管理與分析提供了一種良好的解決方案。

[1] CJ 128-2007.熱量表[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

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DesignandDevelopmentofISMFrequencyBandHeatMeasuringNodeModuleinWirelessSensorNetwork

Lin Zhe，Wei Haibo

(Liaoning Equipment Manufacturing Vocational and Technical College , Shenyang 110161，China)

Aiming at the requirements of energy efficiency supervision in intelligent residential building and the problems of remodel difficulty and high cable laying cost in the existing heat measuring system, the ISM wireless chip was applied in heat data collection and transmission. After the research of sensor network’s structure and working principle, a wireless heat measuring node module was developed and its main circuit was designed. The SPI surface’s connection mode and data transmission method, wireless chip register read/write controlling flow, heat data’s wireless sending and receiving process was presented. The experimental results showed that the node module can not only ensure the reliability and stability of heat data’s collection and transmission but also improve the flexibility and applicability of heat measuring sensor network, which provided an economical and practical measure for intelligent building’s energy data collection, transmission and management.

heat measuring；sensor network; ISM

2017-01-19；

2017-03-24。

2015年遼寧省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(L2015351)。

林 喆(1983-)，男，遼寧沈陽(yáng)人，講師，主要從事檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置方向的研究。

魏海波(1965-)，男，黑龍江海倫人，教授級(jí)高級(jí)工程師，主要從事檢測(cè)技術(shù)與自動(dòng)化裝置方向的研究

1671-4598(2017)09-0302-05

10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2017.09.077

TP29

A