无线网络温度测量系统的研制与开发

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1、2009年第3期工业仪表与自动化装置·57·无线网络温度测量系统的研制与开发周亦武(大连海事大学自动化研究所，辽宁大连116026)摘要：介绍了基于ZigBee协议的无线网络在温度测量系统的研制与开发。系统由网络协调器和多个节点构成，节点的结构和功能设计突出了工业应用的特点，对工业用无线传感器系统的研发具有一定的参考价值。关键词：无线网络；温度测量系统；ZigBee；CC2430中图分类号：TN915文献标志码：A文章编号：1000—0682(2009)03—0057—04Researchanddevelopmentofwirelessnetworktempera

2、turemeasurementsystemZHOUYiwu(InstituteofAutomation，DalianMaritimeUniversity，LiaoningDalian116026，China)Abstract：Thispaperintroducestheresearchanddevelopmentofthetemperaturemeasurementsys-temusingwirelessnetworkbasedonZigBeeprotoco1．Thesystemconsistsofnetworkcoordinatorandanumberofnod

3、es．Thestructuralandfunctionaldesignforthenodeshighlightsthecharacteristicsofin—dustrialapplications，andisofacertainreferencevalueonresearchanddevelopmentofindustrialwire-lesssensorsystems．Keywords：wirelessnetwork；temperaturemeasurementsystem；ZigBee；CC2430网络芯片，具有低功耗、低成本、时延短、传输范围0引言小、数据

4、传输可靠性高等特点。适合用于构成大温度是工业生产过程中重要的测量参数之一。多数工业测控系统所需的无线传感器网络系统。通常是在每一个温度测量点设置传感器和变送器，1系统的总体设计将温度的变化转换为与之相对应的电信号，再将其通过导线连接到主控室的主机的模拟信号处理单元1．1系统结构上。由于测量点多，其工程安装的工作量大，导线材图1是基于CC2430嵌入式无线模块构成无线料耗费多，维护过程复杂。近年来，随着微电子和无温度传感节点，再由众多节点和网络协调器组成的线通信技术的发展，使得制造无线网络传感器成为用于锅炉控制系统的无线网络温度测量系统，由协可能。构成无线网络传感器

5、的关键是通信技术，目调器将测得的温度信号以有线方式传输到锅炉主控前发展较成熟的几大无线通信技术，各有千秋，但大制系统。都比较复杂，成本较高，并不适用于构成小范围、短距离无线通信的系统。ZigBee技术主要用于无线个域网(WPAN)，是基于IEEES02．15．4无线标准研制开发的。该技术主要针对低速率传感器网络而提出，它能够满足小型化、低成本设备的无线联网要{无线网络温fI无线网络ff无线网络}求，尤其是基于ZigBee协议的CC2430嵌入式无线l度测量ll温度测量I⋯⋯l温度测量Il传感器节点1ll传感器节点2ll传感器节点nl收稿日期：2008—07—17图

6、1无线网络温度测量系统结构图作者简介：周亦武(1955)，男，高级工程师，主要从事微机测控和智能仪表方面的研究与应用工作。图中，由网络协调器和多个无线网络温度测量·58·工业仪表与自动化装置2009年第3期传感器组成了一个最基本的ZigBee无线网络，该网charALARM；络采用简单的网络拓扑结构——星状网络拓扑。网charSTATE；络协调器必须是全功能节点(FFD)，它负责发起建}立整个网络，发送网络信标、管理网络中的节点以及其中：NUMBER为节点编号：编号值对应所测量的存储网络信息等。而温度测量传感器节点则为半功温度测量点的位置，如0x01为蒸汽温度；0

7、x02为炉能节点(RFD)，分布在网络协调器的覆盖范围内，膛温度；0x03为给水温度；0x04为排烟温度等等；BATYERY实现温度信号测量、数据处理及传送测量信息的功—VALUE为节点电源数据：节点供电电池能，直接与网络协调器进行通信。的当前电压值；MODE为节点测量模式：0x01为铂1．2网络协议电阻测温，0x02为热电偶测温；DATUM为节点测量ZigBee协议栈结构是基于标准OSI七层模型数据，测量的温度值；ALARM为节点报警状态：高4的，包括应用层、网络层、介质接人控制子层和物理位为非0，则电源低报警；低4位为非0，则温度越限层。IEEE802．15．

8、4定义了最