基于ZigBee的無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉亞 楊少川

DOI：10.19392/j.cnki.16717341.201720004

摘要：對(duì)于溫濕度的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)是未來(lái)社會(huì)發(fā)展智能家居與智能農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，傳統(tǒng)溫濕度系統(tǒng)的采集具有一定的局限性?；赯igBee的無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單、集成、智能、成本低的優(yōu)點(diǎn)，簡(jiǎn)化了溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)的成本，使溫濕度控制系統(tǒng)能給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)更多的便利。

關(guān)鍵詞：ZigBee；溫濕度；檢測(cè)系統(tǒng)

溫濕度檢測(cè)技術(shù)是將來(lái)物聯(lián)網(wǎng)重要組成部分隨著科技水平的不斷發(fā)展，將會(huì)有越來(lái)越多的領(lǐng)域應(yīng)用到溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，比方說(shuō)：安全生產(chǎn)、保證產(chǎn)品質(zhì)量與農(nóng)業(yè)灌溉等方面，并且對(duì)于檢測(cè)的要求也變得越來(lái)越嚴(yán)格。然而傳統(tǒng)的系統(tǒng)具有一定的局限性，比如系統(tǒng)的靈活性不高、可擴(kuò)展性比較低，會(huì)有嚴(yán)重的干擾現(xiàn)象?；赯igBee的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)能實(shí)現(xiàn)環(huán)境溫濕度的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)溫濕度的智能控制，使人們體驗(yàn)到現(xiàn)代智能化技術(shù)。

1 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用SHT10傳感器來(lái)進(jìn)行溫濕度數(shù)據(jù)的檢測(cè)，CC2530作為電路板來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取，之后將采樣以后的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)RS232串口總線傳導(dǎo)到主板上面，利用液晶屏幕將采集到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，之后設(shè)計(jì)并搭建系統(tǒng)硬件的平臺(tái)，之后完成對(duì)環(huán)境溫濕度信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。硬件總體設(shè)計(jì)，如圖1所示。

圖1 總體系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2 硬件設(shè)計(jì)

溫度濕度傳感器 SHT10 和 CC2530 來(lái)構(gòu)成這次設(shè)計(jì)的溫度濕度檢測(cè)部分，利用電源來(lái)對(duì)終端傳感器的硬件部分進(jìn)行供電，CC2530ZigBee的 P2_8 口與 P2_7 口兩者分別對(duì)應(yīng)溫度濕度傳感器的2端口和3端口，數(shù)據(jù)是由SHT10傳感器和 CC2530間借助 I2 C 總線技術(shù)而產(chǎn)生交換，RS232串口電路域計(jì)算機(jī)通信成為了協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件的主要組成部分，為了使測(cè)量數(shù)據(jù)擁有較高的準(zhǔn)確度，此次設(shè)計(jì)通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)換時(shí)進(jìn)行分現(xiàn)行補(bǔ)償與溫度補(bǔ)償以便獲取精確的數(shù)據(jù)，當(dāng)接受收到CRC 8 是確認(rèn)位之后，再通過(guò)保持 ACK高電平來(lái)完結(jié)通信并且自動(dòng)進(jìn)入休眠模式。

3 主程序設(shè)計(jì)

在環(huán)境中溫度濕度的數(shù)值完成測(cè)量之后，需要顯示到LCD，因此第一個(gè)步驟是系統(tǒng)時(shí)鐘初始化的程序開(kāi)啟，把32MHZ晶體振蕩器作為整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘源，然后就要開(kāi)始對(duì)LCD初始化并把初始字符進(jìn)行輸出操作。完成上面的模塊之后，下面就是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心部分，對(duì)于溫度和濕度數(shù)值得采集，并要將采集數(shù)據(jù)用ASCII表示出來(lái)。流程如圖2所示。

3.1 LCD模塊顯示模塊設(shè)計(jì)

LCD其實(shí)就是把采集到的數(shù)據(jù)顯示出來(lái)，讓人能夠看到，這個(gè)模塊的任務(wù)就是完成對(duì)

于LCD的初始化。對(duì)于GUI的初始化是第一步要完成的，先進(jìn)行清屏，把顯示緩沖區(qū)的數(shù)

據(jù)刷新到 LCM12864上面；將用于顯示的背景顏色和字體顏色設(shè)置，這將用來(lái)用于顯示英文字符與ASCII字符。最后完成輸出顯示 5*7 字體 ASCII碼字符串的功能，即將 “OURSCC2530：”，“Temp：”，“Humi：”，這三個(gè)字符在LCD上面顯示。以上階段的所有操作就是為了精準(zhǔn)測(cè)量溫度與濕度做出準(zhǔn)備。

圖2 主程序流程圖

3.2 溫濕度采集模塊設(shè)計(jì)

對(duì)于溫度與濕度的測(cè)量才是本次設(shè)計(jì)的核心部分，而在這一部分，我們將完成這一任務(wù)。主要分為以下幾個(gè)步驟：開(kāi)始傳輸、判斷數(shù)據(jù)、計(jì)算數(shù)據(jù)并顯示。

4 結(jié)語(yǔ)

論文介紹了基于ZigBee的無(wú)線溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)，完成了對(duì)于溫度濕度數(shù)值的采集與顯示，為物聯(lián)網(wǎng)智能化場(chǎng)景溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)提供了應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1]李麗娜，王越，郭永強(qiáng).基于ZigBee的多點(diǎn)溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].遼寧大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，44（1）：2528.

[2]高辰，張思琪，張睿.基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的成品糧倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2017，7（3）：3031.

[3]陳宜冬，曾卓敏.基于物聯(lián)網(wǎng)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（15）：6566.

基金項(xiàng)目：航空科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2015ZD55005）；河南省科技攻關(guān)基金資助項(xiàng)目（No.152102210137）；鄭州航院青年科研基金項(xiàng)目（2017133002）。

作者簡(jiǎn)介：劉亞（1987），女，河南鄭州人，碩士，助教，研究方向：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。