浅谈无线温度监控系统构成与设计研究

于兹源

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201714067

摘要：传统的温度监控系统主要是依靠着有线通信而存在的，这样一来就很容易造成在布线上的量会很大、而且扩展性差和检修很麻烦等问题。而设计基于紫蜂（Zig Bee）技术的无线温度控制系统就很大程度上的解决了传统的温度监控系统中一些问题的存在。它是以STM32F103ZE微处理器及CC25030无线射频芯片为核心的，这种无线温度监控系统实现了对于温度的无线监控，它的控制精准度也比预期效果更加显著，具有了无线成本低廉、扩展性较强、传输数据可靠、组网简单等一系列的特点，是对于传统温控系統的一个技术型提升，也是温度监控系统的一次重大改革。

关键词：无线温度控制系统；Zig Bee协议栈；设计研究

在近代的工业、农业和我们的日常生活之中温度监控系统都有较为广泛的运用，现在大部分都还是依靠有线来进行监控的，所以会有布线用量大、舒展性不强、安装位置过于固定等问题的出现。但随着无线通信技术的越来越成熟，无线传输技术及物联网技术在工业的控制当中已经成为了业界的一个研究热点，用无线技术来克服传统有线的温度监控系统上的诸多缺点。Zig Bee采用的就是一种这样的无线技术，具有了低耗能、低成本、抗干扰能力等众多的优势，在众多的无线传输方式之中能够脱颖而出，本文主要是对于无线温度监控系统构成与设计研究的一些分析，让更多的人可以了解到它设计中的一些理念带来的一些便利性。

1 系统总体设计

Zig Bee无线温度控制系统主要是由Zig Bee协调器、上机位STM32F103ZE、Zig Bee终端点这三个大模块构成的。Zig Bee协调器和Zig Bee终端节点构建是星型的网络拓扑结构，因为它的系统节点数量是比较少的。在Zig Bee终端节点中是通过热电偶来采集温度信息的，然后通过无线局域网传输到Zig Bee协调器上面去的，接受来自协调器上的温度指令信息，然后再利用模糊的比例积分微分算法来算出控制温度。当Zig Bee协调器收到了来自于终端节点的温度信息以后再上传到上机位STM32F103ZE上。STM32F103ZE的主要功能就是接受来自于Zig Bee协调器上面的温度信息，并且在液晶屏幕上显示出来，通过键盘来设置各个节点温度控制指令然后发送给协调器，是一种同时通过监控终端个人计算机和串口实现的通信。

2 系统的硬件设计

2.1 无线局域网

无线局域网采用的是一种星型的网络拓扑结构，是由Zig Bee协调器、STM32F103ZE上机位模块、Zig Bee终端节点这三个大模块构成的。所谓协调器就是一种网络组织的管理者，它针对的是一般模式的运用在一个Zig Bee网络形成之后，协调器就不再是必须的了，它最主要的作用就是根据据扫描的情况选择一些合的参数来建立一个网络。Zig Bee终端节点是由Zig Bee无线射频全功能模块FFD、调压加热电路及测温电路三部分构成的。在这之中测温电路采用的是K型热电偶来作为温度传感器的，0℃到1300℃间的液体蒸汽和气体介质、固体的表面温度都是可以被直接测量的。

2.2 STM32F103ZE上机位模块

STM32F103ZE上机位模块中上机位模块是由STM32F103ZE和TFTLCD液晶显示模块及输入按键构成的，具有高性能、低功耗和丰富的片内资源等较优的特点。STM32提供了待机、睡眠和停机三种低耗电的模式，用户可以进行合理的系统优化。STM32F103ZE采用的是自带可变经阿嚏存储控制器接口和TFT3.2寸液晶模块相连，这样会更加的便于操作，只需要四个案件就可以完成对于液晶模块的控制。

3 系统软件的设计

系统软件包括Zig Bee协调器、STM32F103ZE上机位程序、Zig Bee终端节点三部分程序构成的，Zig Bee协调程序主要功能局势组建局域网管理终端的节点，实现与STM32F103ZE之间的通信，而M32F103ZE上机位程序主要是实现和Zig Bee协调器之间的通信，并提供友好的人机界面，发送终端温度控制的参数收集、处理和显示无线收发温度的一些信息。

4 结语

在如今这样一个网络时代之下，很多操作都在朝着一个更加专业化、科技化、便捷化的趋势去发展，这即使一个时代的进步，也是这个时代人类智慧的一种体现。无线温度监控系统构成与设计研究就是这样的一种体现，在原有的基础上它变得更加的便捷，解決了许多传统温度监控系统无法解决的问题，无论是工业生产、农业生产还是我们的日常生活都因为这样的改变而更加的美好。基于这样的一种状况来看Zig Bee无线技术的温度监控技术会具有一个很好的发展前景，在未来也会有更大的力用价值和更加广阔的发展空间，也为更多人带来福利。成为以后无论是工业、农业还是日常生活都无法缺少的一种技术存在。

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