基于无线和UDP协议的空间温度采集系统

刘汉民

摘 要：该文提出了一种应用无线模块、温度采集模块和单片机等组成温度采集发送单元，将温度采集模块得到的温度数据组成特定协议字符串，通过无线信号发送；应用无线模块、网络模块和单片机等构成核心处理单元，接收无线信号后，进行解析，并把处理结果通过网络传送给PC机；应用VB软件编写上位机PC显示单元，对采集到的空间多点温度数据直观显示，组成一套基于无线、UDP协议的空间温度采集系统，满足大型机房对室温、机器温度的准确实时监控。

关键字：NRF905 DS18B20 UDP 温度

中图分类号：TP274.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（c）-0090-01

在大型设备机房，由于空间大、机器功率大、散热量大，空间温度分布不均匀，需要借助温度采集监测系统对温度进行研究来调查整个机房的散热状况，进而调整风机和空调的安装位置、方式，改善散热，使机器更好地运转；尤其是夏季和冬季温度变化，通过温度采样，可以更好地控制散热系统的运转时间，节省电能，产生经济效应；更进一步地说，通过空间分布多点采样，如果某个点的温度偏高，说明机器的局部运转发生异常，从而可以及早发现、查找、解决问题，避免事故的发生。传统的单点人工监测温度无法满足需求，该文目的在于提供一种在空间中不同位置分布多点监测温度，通过无线通讯将数据传回核心处理单元整理后，再通过网络模块传给PC端监测软件显示出来，直观、全面。

1 系统构成

如图1所示，系统由多个温度采集模块、核心处理单元和PC端上位机软件组成，实现对多个机房的空间温度的集中控制。在同一机房内，温度采集模块与核心处理单元之间采用无线信号通讯，避免了在空间中布线工程。机房之间位置存在墙壁等隔阂，且存在一定距离，因此采用网络连接方式实现核心处理单元和PC端上位机软件的通讯。

温度采集模块由NRF905无线模块、ATMEGA48单片机和温度采集模块DS18B20、供电模块构成。

2 系统原理

整个系统采用查询方式进行工作。首先，核心处理单元对分布在立体空间里的温度采集模块逐一发送带地址码的查询命令，每一条命令发出后，都有唯一符合地址的对应温度采集模块将采集到的温度信息发送给核心处理单元，核心处理单元收到信息处理后反馈给PC上位机软件，接着继续发送查询命令给下一个温度采集模块。同一查询命令，如果发送后，核心处理单元未收到正确回复，会反复发送，超过3次仍未收到回复则向系统报错，及早发现有问题的温度采集模块，然后继续向下一个地址的温度采集模块发送查询指令。

如图2所示，ATMEGA48单片机通过单条线通讯协议实现对DS18B20的初始化和温度读取，然后通过NRF905无线模块发送。如图3所示，ATMEGA128通过NRF905接收到完整的信号链后，通过RTL8019网络模块以UDP协议包形式传送到PC上位机软件。

3 无线传送格式和UDP协议

无线传送统一采用32字节，包括前缀、地址ID、传送内容、校验、后缀。如图4所示。

UDP协议，即用户数据报协议。UDP协议适用于一次性发送少量数据的场合，具有高效快速的特点。UDP协议是建立在IP协议基础上。要实现UDP协议的正确发送，首先要正确理解UDP/IP协议头。如圖5所示。

通过正确理解并给协议头变量正确赋值，如图6所示，实现了UDP/IP协议包的正确发送，实现核心处理单元和PC上面机软件的正常通讯。实物图如图7所示。

4 结语

通过该套系统，实现了该单位不同机房室温和设备温度的空间全方面采集系统，将温度数据在PC端上位机软件界面上显示，使维护人员全面掌握温度信息，根据收集到的数据采取措施改善机房通风方式，并及时排查设备隐患。

参考文献

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