基于ZigBee的冷库温度无线监控系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于ZigBee的冷库温度无线监控系统，包含控制模块、射频模块、显示模块、以及设置在每个冷库的数据采集模块；数据采集模块包含单片机、无线通信模块和若干个分布在冷库内的测量节点；测量节点包含微控制器、温度传感器和电源单元，其中，温度传感器用于采集温度信息，并将其传递给微控制器；微控制器用于将接收到的温度信息发送给所述单片机；单片机用于将接收到的温度信息和其对应测量节点的位置信息传递给所述控制模块；控制模块显示接收到的信息，并将异常信息通过射频模块以短信形式通知工作人员。本发明专利技术结构简单，使用方便，能够方便的监控多个冷库，并且够主动通知工作人员异常状况，具有较大的实用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冷库监控领域，尤其涉及一种基于ZigBee的冷库温度无线监控系统。
技术介绍
ZigBee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。ZigBee技术具有以下优点: 1.低功耗。在低耗电待机模式下，2节5号干电池可支持I个节点工作6?24个月，甚至更长。这是ZigBee的突出优势。相比较，蓝牙仅能工作数周、而WiFi只可以工作数小时。TI公司和德国的Micropelt公司共同推出新能源的ZigBee节点。该节点采用Micropelt公司的热电发电机给TI公司的ZigBee提供电源。2.低成本。通过大幅简化协议(不到蓝牙的1/10)，降低了对通信控制器的要求，按预测分析，以8051的8位微控制器测算，全功能的主节点需要32KB代码，子功能节点少至4KB代码，而且ZigBee免协议专利费。每块芯片的价格大约为2美元。3.低速率。ZigBee工作在20?250kbps的速率，分别提供250kbps (2.4GHz)、40kbps (915MHz)和20kbps (868MHz)的原始数据吞吐率，满足低速率传输数据的应用需求。4.近距离。传输范围一般介于10?10m之间，在增加发射功率后，亦可增加到I?3km。这指的是相邻节点间的距离。如果通过路由和节点间通信的接力，传输距离将可以更远。5.短时延。ZigBee的响应速度较快，一般从睡眠转入工作状态只需15ms，节点连接进入网络只需30ms，进一步节省了电能。相比较，蓝牙需要3?10s、WiFi需要3s。6.高容量。ZigBee可采用星状、片状和网状网络结构，由一个主节点管理若干子节点，最多一个主节点可管理254个子节点；同时主节点还可由上一层网络节点管理，最多可组成65000个节点的大网。7.高安全。ZigBee提供了三级安全模式，包括无安全设定、使用访问控制清单(AccessControlListjACL)防止非法获取数据以及采用高级加密标准(AES128)的对称密码，以灵活确定其安全属性。8.免执照频段。使用工业科学医疗(ISM)频段，915MHz (美国)，868MHz (欧洲)，2.4GHz (全球)。冷库是担负农、畜、水产等易腐食品以及饮料和部分工业原料等商品的加工、储藏任务的必要设施，是商品流通中的重要环节。随着人们生活水平的提高，食品的安全卫生越来越受到人们的重视。每年技术监督部门都要对全市各冷库食品进行抽检，检查后发现市民每年消费的农产品及其他易腐食品中有很大部分就是因为冷藏、冷冻未达到要求而变质的，因此对冷库温度的实时监测对于贮藏品的质量保证显得尤为重要。现有的冷库一般都是单点检测，在实际应用过程中，往往由于监测地点过于分散，分布范围广或由于条件恶劣无人值守，常常给测试工作带来许多困难。尽管通过电话线亦可以传输数据，但往往事倍功半，且对于通信电缆无法架设的地域来说更是无法进行有线数据传输。此外，现有的冷库监控系统一般都仅仅是数据的显示，不能主动通知工作人员。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
中所涉及的缺陷，提供一种ZigBee冷库温度无线监控系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案: 基于ZigBee的冷库温度无线监控系统，包含控制模块、射频模块、显示模块、以及设置在每个冷库的数据采集模块，所述数据采集模块均与控制模块相连，所述控制模块分别和射频模块、显示模块相连； 所述数据采集模块包含单片机、无线通信模块和若干个分布在冷库内的测量节点； 所述无线通信模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成； 所述汇总节点单元与单片机相连，所述分布节点单元与所述测量节点一一对应相连； 所述汇总节点单元与所述分布节点单元基于ZigBee协议无线通信； 所述测量节点包含微控制器、温度传感器和电源单元，所述电源单元分别和微控制器、温度传感器相连，所述微控制器分别和温度传感器、分布节点单元相连； 所述温度传感器用于采集温度信息，并将其传递给微控制器； 所述微控制器用于将接收到的温度信息发送给所述单片机； 所述单片机用于将接收到的温度信息和其对应测量节点的位置信息传递给所述控制模块； 所述控制模块包含显示控制单元、比较单元和报警单元； 所述显示控制单元用于显示每个冷库中各个测量节点所测量的温度； 所述比较单元用于将到每个冷库中各个测量节点所测量的温度值与预设的温度阈值进行比较，当测量的温度值大于预设的温度阈值时，将该温度值对应的测量节点的位置信息传递给报警单元； 所述报警单元用于控制射频模块将接受到的测量节点的位置信息以短信的方式发送至预设的手机号码中。作为本专利技术基于ZigBee的冷库温度无线监控系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用51系列单片机。作为本专利技术基于ZigBee的冷库温度无线监控系统进一步的优化方案，所述控制模块的处理器采用AT89S52单片机。作为本专利技术基于ZigBee的冷库温度无线监控系统进一步的优化方案，所述温度传感器采用IC温度传感器。作为本专利技术基于ZigBee的冷库温度无线监控系统进一步的优化方案，所述IC温度传感器的型号为DS18B20。作为本专利技术基于ZigBee的冷库温度无线监控系统进当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于ZigBee的冷库温度无线监控系统，其特征在于，包含控制模块、射频模块、显示模块、以及设置在每个冷库的数据采集模块，所述数据采集模块均与控制模块相连，所述控制模块分别和射频模块、显示模块相连；所述数据采集模块包含单片机、无线通信模块和若干个分布在冷库内的测量节点；所述无线通信模块由若干个分布节点单元和一个汇总节点单元组成；所述汇总节点单元与单片机相连，所述分布节点单元与所述测量节点一一对应相连；所述汇总节点单元与所述分布节点单元基于ZigBee协议无线通信；所述测量节点包含微控制器、温度传感器和电源单元，所述电源单元分别和微控制器、温度传感器相连，所述微控制器分别和温度传感器、分布节点单元相连；所述温度传感器用于采集温度信息，并将其传递给微控制器；所述微控制器用于将接收到的温度信息发送给所述单片机；所述单片机用于将接收到的温度信息和其对应测量节点的位置信息传递给所述控制模块；所述控制模块包含显示控制单元、比较单元和报警单元；所述显示控制单元用于显示每个冷库中各个测量节点所测量的温度；所述比较单元用于将到每个冷库中各个测量节点所测量的温度值与预设的温度阈值进行比较，当测量的温度值大于预设的温度阈值时，将该温度值对应的测量节点的位置信息传递给报警单元；所述报警单元用于控制射频模块将接受到的测量节点的位置信息以短信的方式发送至预设的手机号码中。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶强，章隆泉，过俊宏，叶飞，肖运根，
申请(专利权)人：无锡市崇安区科技创业服务中心，
类型：发明
国别省市：江苏;32