基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器應(yīng)用現(xiàn)狀及前景

王超 楊列坤

摘 ? 要：現(xiàn)代生活中，WiFi的應(yīng)用越來越廣泛。人們?nèi)粘Ｉ钪械碾娔X、手機(jī)、平板等終端設(shè)備幾乎已經(jīng)離不開WiFi。不僅如此，在一些專業(yè)儀器的使用中，也開始與WiFi有著緊密的聯(lián)系，例如溫度傳感器。本文比較全面地介紹了基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器，對(duì)其工作原理、應(yīng)用現(xiàn)狀和前景展望三個(gè)方面做了具體解釋，特別介紹了其在動(dòng)車組中的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：WiFi 溫度傳感器 ?應(yīng)用現(xiàn)狀 ?前景 ?動(dòng)車組

中圖分類號(hào)：TP216 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）11（b）-0090-02

溫度傳感器的主要作用是監(jiān)測并傳輸物體溫度數(shù)據(jù)，它可以保障物體或產(chǎn)品的質(zhì)量，在節(jié)約能源和安全生產(chǎn)方面也起著重要作用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和要求，傳統(tǒng)的溫度傳感器逐漸暴露出缺陷，布線的復(fù)雜性、傳輸距離的局限性往往阻礙著溫度傳感器工作的順利進(jìn)行。近些年，無線溫度傳感器開始走入人們視線，逐漸被大規(guī)模應(yīng)用。

無線溫度傳感器改進(jìn)了傳統(tǒng)溫度傳感器的不足，特別是基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器（以下簡稱“WiFi溫度傳感器”）。無需布線，擁有小巧的體積和簡便的安裝過程，傳輸距離不再受限制，而且安全可靠，這些優(yōu)點(diǎn)使得WiFi溫度傳感器迅速走紅。接下來，筆者將從三個(gè)方面介紹一下這種先進(jìn)的、方便的溫度傳感器。

1 ?工作原理

1.1 硬件方面

WiFi溫度傳感器硬件方面主要有三大組成部分，通信傳輸模塊、實(shí)時(shí)發(fā)送功能和數(shù)字溫度傳感器。

眾所周知，WiFi的一大特點(diǎn)就是傳輸不受距離限制，在通信方面有著極大的優(yōu)勢。溫度傳感器的主要作用就是監(jiān)測溫度和傳輸溫度數(shù)據(jù)，利用WiFi技術(shù)來傳輸溫度數(shù)據(jù)至電腦或者手機(jī)終端，傳感器的工作效率會(huì)提升很多，操作員不必時(shí)刻盯著傳感器，只需在接收信息端接收信息即可，再根據(jù)溫度的變化對(duì)被監(jiān)測的物體做出相應(yīng)的操作[1]。

因?yàn)椴僮鲉T不會(huì)隨時(shí)隨地守在WiFi溫度傳感器旁邊，所以想要了解被監(jiān)測物體的溫度變化，實(shí)時(shí)發(fā)送功能便在其中起著舉足輕重的作用。在溫度傳感器中設(shè)置好間隔時(shí)間，操作員可以根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)來做出相應(yīng)調(diào)整，這樣就避免了人為主動(dòng)查看傳感器的麻煩。如果在若干次發(fā)送時(shí)間內(nèi)沒有接收到溫度數(shù)據(jù)，則表明系統(tǒng)出現(xiàn)問題。

由于傳播數(shù)據(jù)的限制，傳統(tǒng)的溫度傳感器不能很好完成所需，因此基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器這個(gè)組合中最重要的硬件設(shè)施——溫度傳感器，一般使用的是數(shù)字型溫度傳感器。數(shù)字溫度傳感器可以直接讀取被監(jiān)測物體的溫度數(shù)值，而且?guī)缀鯖]有局限性，體積小巧，便于使用。再通過WiFi傳播，終端可以及時(shí)接收到數(shù)據(jù)[2]。

1.2 軟件方面

除了硬件三大組成部分之外，WiFi溫度傳感器在軟件方面也有著嚴(yán)格要求，主要側(cè)重于編程、數(shù)據(jù)采集和安全性三大點(diǎn)。

WiFi溫度傳感器的系統(tǒng)使用的編程工具主要是C語言，這是一種比較常見的計(jì)算機(jī)編程，程序書寫靈活方便，設(shè)計(jì)比較自由，而且運(yùn)算范圍廣泛。C語言編程使用在WiFi溫度傳感器中，使系統(tǒng)程序?qū)瘮?shù)庫的享用更加方便，還可以根據(jù)需求進(jìn)行調(diào)整，用以應(yīng)對(duì)緊急狀況的發(fā)生。

在數(shù)據(jù)采集方面，溫度傳感器需要經(jīng)過一段時(shí)間的供電初始化，然后與WiFi通信傳輸模塊進(jìn)行配置，配置成功之后才可以接收發(fā)送過來的溫度數(shù)據(jù)，之后再按照程序要求轉(zhuǎn)換格式發(fā)送給終端。

2 ?應(yīng)用現(xiàn)狀

從20世紀(jì)90年代末開始，以美國為首的歐美國家已經(jīng)開始致力研究無線溫度傳感器，這一時(shí)期的傳感器多應(yīng)用于軍事領(lǐng)域。進(jìn)入21世紀(jì)以來，歐美多所高校對(duì)溫度傳感器的數(shù)據(jù)傳輸、運(yùn)行系統(tǒng)等進(jìn)行了深入研究，并且取得了不錯(cuò)的成果。之后，隨著各國之間科學(xué)技術(shù)的不斷交流，無線溫度傳感器開始在亞洲盛行起來。

在21世紀(jì)初，我們國家也開始了對(duì)這種無線溫度傳感器的研究。國內(nèi)多所大學(xué)不僅建立起了相關(guān)的實(shí)驗(yàn)室，更是開始著手研究涉及無線傳感器領(lǐng)域的相關(guān)項(xiàng)目，并且取得了一系列成果?？梢姡瑹o線溫度傳感器是新興起來的技術(shù)，是一種必然趨勢。特別是WiFi溫度傳感器，更是給人們的生產(chǎn)和生活帶來了極大的改變[3]。

根據(jù)調(diào)查，目前WiFi溫度傳感器主要應(yīng)用在環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療護(hù)理、軍事防御等方面。

2.1 環(huán)境保護(hù)

隨著社會(huì)不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)環(huán)境的要求越來越高，保護(hù)環(huán)境已經(jīng)成了全世界最關(guān)注的話題之一。使用WiFi溫度傳感器，可以得知土壤、大氣、森林的溫度變化，也可以監(jiān)測被污染區(qū)域的溫度變化，更能夠通過溫度數(shù)據(jù)得知?jiǎng)游锏倪w徙和生存習(xí)慣，或者植物生長環(huán)境的變化。這為環(huán)境研究做出了極其重要的貢獻(xiàn)。

2.2 醫(yī)療護(hù)理

WiFi溫度傳感器優(yōu)于普通溫度傳感器的地方就是不用時(shí)刻人為蹲守，可以通過終端來了解被監(jiān)測物體的溫度變化情況。這一點(diǎn)非常適用于醫(yī)療護(hù)理領(lǐng)域，可以利用WiFi溫度傳感器來時(shí)刻監(jiān)測患者狀況，特別是在需要隔離的病房，可以減輕醫(yī)護(hù)人員的負(fù)擔(dān)，也可以減少出入病房的次數(shù)，避免帶來感染。這種溫度傳感器還可以進(jìn)入日常生活領(lǐng)域，幫助老人或者殘障人士進(jìn)行溫度監(jiān)測，改善其家庭生活。

2.3 軍事防御

在軍事防御領(lǐng)域，可以利用WiFi溫度傳感器來監(jiān)測戰(zhàn)場周圍溫度變化，以作出及時(shí)應(yīng)對(duì)。另外，自2001年以來，“反恐”一直是各國比較重視的問題，有效的防御系統(tǒng)可以很好地阻止一場襲擊的發(fā)生。而在防御系統(tǒng)中，WiFi溫度傳感器也可以起到重要作用，比如監(jiān)測周圍環(huán)境，收集數(shù)據(jù)信息等，以便應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

當(dāng)然，現(xiàn)代社會(huì)中WiFi溫度傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域不止上面這三種，其在食品安全、能源探索、工業(yè)制造、交通運(yùn)行等方面也有著突出表現(xiàn)。

3 ?前景展望

目前，WiFi溫度傳感器正朝著更精準(zhǔn)、更安全、多功能的方向發(fā)展，以科學(xué)技術(shù)為基礎(chǔ)，形成無線溫度傳感器網(wǎng)絡(luò)，使得溫度監(jiān)測變得越來越簡便。越來越多的領(lǐng)域開始使用WiFi溫度傳感器，因此，其擁有巨大的市場前景，特別是在動(dòng)車組中的應(yīng)用。

隨著交通運(yùn)輸方式的不斷改進(jìn)，乘坐高鐵已經(jīng)成了現(xiàn)代人出行的普遍選擇。速度提升的同時(shí)，動(dòng)車組的安全性問題被越來越多的人們所重視。在高速運(yùn)行時(shí)，列車的各項(xiàng)數(shù)據(jù)可以反映出安全問題，溫度監(jiān)測也就成了個(gè)數(shù)據(jù)中的一個(gè)重點(diǎn)。在動(dòng)車組中使用WiFi溫度傳感器來收集和傳輸溫度變化數(shù)據(jù)，能夠更好地監(jiān)測動(dòng)車組列車運(yùn)行情況，以把握其安全性。

然而，WiFi溫度傳感器也存在著不足之處。WiFi的不穩(wěn)定性有可能會(huì)成為溫度傳感器正常傳輸數(shù)據(jù)的一個(gè)變數(shù)。在未來的科技發(fā)展中，WiFi溫度傳感器還需要增大信號(hào)覆蓋范圍，節(jié)省能源，節(jié)約成本，才能走上被各領(lǐng)域普遍應(yīng)用的道路。

4 ?結(jié)語

基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器通過其硬件和軟件的綜合運(yùn)行，能夠?yàn)槿藗兊纳钐峁└嗟谋憷?。其?yīng)用范圍非常廣泛，不僅表現(xiàn)在環(huán)境、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域，對(duì)其他領(lǐng)域也有所涉獵。目前來說，基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器十分有前景，能夠促進(jìn)現(xiàn)代科技產(chǎn)品的發(fā)展，特別是其在動(dòng)車組安全運(yùn)行中，能夠起到監(jiān)測作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 郗艷華，焦振田，謝佳凱.基于無線WiFi的溫度監(jiān)測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)術(shù)[J].自動(dòng)化與儀器儀表，2015（3）：81-82，85.

[2] 王中奎，郝玉婷，孫焱，等.基于WiFi技術(shù)的溫度傳感器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子世界，2014（10）：109.

[3] 韓瀟，徐曉輝，宋濤，等.基于WiFi的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全性研究[J].中國農(nóng)機(jī)化學(xué)報(bào)，2015（5）：231-233，254.