基于ZigBee无线技术的电器温度监控系统研究

作者：时间：2012-02-16来源：网络收藏

摘要：利用ZigBee技术和RS-232接口设计了一套基于MRF24J40MA的ZigBee无线网络温度监控管理系统。该系统的特点是节点低功耗，一些分散在较远距离的物理量可以通过通信在电脑上集中显示，实现了对电器设备温升参数在较远距离内的实时监控。该技术在一些电气设备的远程、集中监控管理有较好的应用价值。
关键词：ZigBee：无线传感器网络；MRF24J40MA

0 引言
温度是电器设备的一个重要参数，温度可以间接地反映出电器设备的运行状态，许多故障的发生都会伴随着温度的不正常，所以温度的测量在电器的检测中是非常必要的。
传统温度测量都是通过有线的方式组成网络传送数据。但是这种传输方式存在一定的局限性，比如远距离传输时的不可靠、线路干扰、电压绝缘、以及需要布线等问题。对于以上缺点就要寻求无线传输来解决。在我国，无线传输方式频段在2．4GHz是工业、科学、医疗(ISM)频段，无需申请许可。在这个频段上，按技术规范、协议划分，有几个无线通信方式。本文采用的无线通信方式是一种新兴的近距离、低速率无线网络技术ZigBee。
ZigBee无线传感器网络是基于IEEE 802．15．4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线数据传输网络。这种网络是近距离、低速率无线传感器网络，具有射频传输成本低、各节点只需要很少的能量、功耗低、适于电池长期供电、快速组网自动配置、自动恢复和高级电源管理等优点。与其他无线协议相比，ZigBee无线协议提供了低复杂性、较小的资源要求，最重要的是它提供了一组标准的规范。它还提供了三个工作频带，以及一些网络配置和可选的安全功能。

1 系统设计方案
本设计采用Microchip公司生产的18F4620作为MCU，MRF24J40MA模块作为ZigBee无线模块。微芯公司的协议栈源代码开放，为开发人员提供很大的方便。还有配套的ZENATM可生成对应方案的配置文件，为编程者提供参考。
无线测温系统的目的就是将分布在不同位置的温度值通过ZigBee通信协议发送到PC机，为PC机处理信息提供数据。
终端传感设备由带有温度传感器的ZigBee模块组成。其功能是周期性地检测目标温度，随后将检测到的温度值通过ZigBee通信协议发送到路由器或者协调器。路由器在接收来自终端传感设备的数据后会向协调器发送。协调器在得到数据后将各个节点的温度数据通过RS-232接口发送给PC端显示，PC机与协调器之间还可以进行交互操作。图1为无线测温度系统总体结构图。