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基于ZIGBEE的分步式温度监测系统设计

曲慧芳  
【摘要】:小区冬季供暖中,通过远程采集各住户室内温度来检测供暖质量,为整个热网调度提供精确的依据,在很大程度上减少了由于室内温度过高而造成的能源浪费,及供热不均匀的问题。 温度的数据采集已经被广泛的应用于各种领域,本文在查阅大量国内外资料的基础上,完成了基于ZigBee的小区分布式温度监测装置的设计。本文将ZigBee技术和测温技术结合起来,针对小区各住户的室内温度进行远程监测,该装置具有互联网接口、触摸屏及SD卡本地存储功能。文章首先阐述了本课题的研究背景及意义,并对目前国内外温度监测装置进行了分析和研究,总结了其发展趋势。给出了本装置的总体设计,接着对本装置硬件及软件进行了设计,最后对实验装置进行了调试,得出了实验结果。 硬件设计方面,采用美国TI公司CortexTM-M3内核的ARM处理器LM3S9B96作为系统的中央处理器,其独特的指令体系,强大的数据处理能力,丰富的片上接口资源满足了温度数据采集的功能和性能需求。同时,也采用了该公司生产的SOC芯片CC2530、射频前端芯片CC2591(无线放大器),并使用DS18B20温度传感器进行温度的采集,其目的是协作地感知并且采集小区的温度信息发送给温度收集上位机,实现温度远程监测和采集。采用CC2591芯片可使传输距离达1000米以上,能保障传输线路中功率的最大传输。完成了各部分硬件电路的设计,详细叙述了其功能,给出了芯片选型及电路设计的依据。 软件设计方面,完成了主程序设计,给出了主程序和各个任务模块的流程图,并编写了源代码。实现了TCP/IP协议的裁剪移植,使网络通信正常使用,同时也实现了SD卡在SPI方式下的通信。通过测试该装置得知此装置接收灵敏度高、功耗低、通信距离远、通信可靠。利用互联网接口可使温度数据实现网络共享。 最后,对论文进行了总结和展望,指出了系统设计的不足和改进思想。


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