基于物联网无线温度监测系统

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1、基于物联网无线温度监测系统摘要：基于CC2530802.14.5、STH15传感器、使用C语言构造无线温度采集系统，通过RS232将采集的数据上传到主控机进行分析并存储，开发服务器程序，实现远程用户通过互联网对现场数据进行的实时监控。解决了现场数据实时存储、故障分析、预警处理的问题。关键词:物联网；Zigbee；CC2530引言温度采集在很多应用系统中都有极其重要的作用。如婴儿保温箱恒温控制系统等。传统的温度测量一般采用有线系统测量，具有布线繁琐、添加节点复杂等困难、可靠性低等缺点，而且单个保温箱控制失效一般由工作人员检查得知，容易发生意外。基于

2、基于物联网［1］的无线温度检测系统采用无线采集数据、传输，通过互联网将采集的数据和设备状态传到远程用户，实现远程用户对现场数据和设备状态的实时监控，极大地提高了系统的可靠性。1基于物联网的无线温度监测系统的体系结构本系统由传感器节点、协调器节点、主控机、互联网和远程监控用户组成。基于物联网的无线温度检测系统的体系结构如图1所示。图1基于物联网的无线温度监测系统的体系结构由传感器节点和协调器节点构成了物联网的感知层，由无线网和互联网构成了物联网的传输层，由主控机和远程用户构成了物联网的应用层［2］。传感器节点采集现场的温度,通过无线的方式传输到协调

3、器节点，协调器节点通过RS232总线将采集到的数据传到主控机中，主控机对采集到的数据分析、存储、预处理、报警等处理，远程用户通过互联网对设备的状态实时监控。2传感器节点的设计传感器节点用于保温箱温度的采集、标度变换、数据传输等。传感器节点由电源模块、传感器模块、处理器模块和通信模块组成，如图2所示。图2传感器节点结构图2.1传感器节点的硬件结构处理器模块和通信模块由CC2530［3］实现oCC2530是德州仪器开发的用于2.4-GHzIEEE802.15.4、ZigBee应用的一个真正的片上系统解决方案，内部集成了具有代码预取功能的低功耗8051

4、微控制器内核，能够以非常低的成本建立强大的网络节点。CC2530具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。CC2530内部集成了一个温度传感器和一个12位的A/D转换器，但其精度不高，所以传感器模块由STH15实现。SHT15是Sensirion公司温湿度传感器，两线制的串行接口与内部的电压调整，使外围系统集成变得快速而简单，该产品具有品质卓越、响应迅速、抗干扰能力强、性价比高等优点。2.2传感器节点的软件设计传感器节点上电后对定时器、串行口、看门狗、中断系统、STH15传感器等硬件进行

5、初始化，然后发现协调器节点并通过认证程序［4］通过协调器节点的认证加入到传感网。只有经过协调器节点认证后的传感器节点才能向协调器发送数据。传感器节点向协调器节点发送数据的格式如图3所不:图3传感器节点数据格式3协调器节点的设计协调器节点用于无线网络的管理，对传感器节点进行认证，只有通过认证的传感器节点才能在网络中发送有效的数据。协调器节点由电源模块、串口模块、处理器模块和通信模块组成，结构如图4所示：图4协调器节点结构图串口模块由MAX232E5］实现，用来实现协调器节点和主控机的通信。处理器模块和通信模块由CC2530实现，负责接收传感器节点的

6、发送的数据，进行数据预处理，然后将数据通过串行口送到主控机中。主控机的功能是接收协调器节点的数据，对数据进行分析、处理、存储，通过服务器程序将数据发送发到远程用户端，实现远程用户对设备状态的实时监测。主控机和协调器节点通信的数据帧格式如图5所示:图5协调器与主控器通讯数据帧格式帧标志为0111111011111111,表示帧的开始和结束；节点数表示本次采集数据的节点数量；节点名称是各个节点的逻辑地址，数据位本次采集到的温度值，校验码采用累加和校验。系统实现将4个传感器节点分布在不同位置，设置不同的环境温度，在主控机上设置温度的报警阈值，其它主机通

7、过互联网,实时监测传感器节点的温度。在实验的过程中将4号节点关闭，然后再打开，通过远程监控端查看各传感器节点的状态,如图6所示：图6远程监控端查看各传感器节点的状态通过实验，能够准确地测得各传感器节点的温度值，在2、3、4次采样的数据中节点4的值为“*”，是因为实验过程中关闭了4号节点，打开4号节点后其温度值正确地传到了客户端。实验结果和实验现场完全一致。4结束语分析了物联网技术和温度采集的方法，采用CC2530和STH15实现了温度的无线采集、传输，远程用户通过Internet,可对设备状态进行在线监测，实现了基于物联网的无线温度监测系统，解决

8、了有线数据采集的弊端，杜绝了单个设备节点失效后设备状态无法检测的缺点。本系统采用不同的传感器，可实现湿度、气体浓度、压力等现场数据的实时