一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法。本发明专利技术使用STM32f103作为主控芯片，使用温度传感器DS18B20搜集所要测量的局部地区温度，再由USB接口将数据包传入上位机并实现实时刷新；通过上层软件QT Creator编写程序，再利用连接的计算机显示器将根据数据画出的热力图显示出来。通过设计、实验、制作及调试，实现在设定地区的数据采集，同步控制和温度分布估计的功能。

A regional temperature distribution estimation method based on WSN nodes

The invention relates to a regional temperature distribution estimation method based on wireless sensor network nodes. The invention uses STM32f103 as the main control chip, uses temperature sensor DS18B20 to collect the local area temperature to be measured, and then passes the data packet into the upper computer by USB interface and realizes real-time refresh; the program is written by upper software QT Creator, and then the thermodynamic diagram drawn according to the data is displayed by the connected computer display. Show it. Through design, experiment, fabrication and debugging, the functions of data acquisition, synchronous control and temperature distribution estimation in the setting area are realized.

【技术实现步骤摘要】
一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法
本专利技术涉及一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，属于无线传感器网络的

技术介绍
无线传感器网络技术被愈来愈多学术部门、军事部门和工业部门所看重。随着科学技术的不断进步，如今人们并不局限于研究已知的空间，然而某空间环境恶劣甚至污染严重并不适合人类涉足；而无线传感器网络技术可以代替人类精准测量所需数据，可有效的解决上述困难。在人类的认知范畴内温度是表征个体冷热程度的物理量，在自然界中无论是化学反应还是物理反应或是其他类型的反应都与温度的变化有不可分割的关系，温度是工农业生产制造加工过程中一个非常重要并且需求量特别庞大的测量数据。测控温度这一因素可以给人类生产生活带来很多益处，如在食品产业生产产品时，实时监控温度可以在更大的程度上保障食品安全；在锻造行业中实时控制温度上限可以极大的节约能源。因此人们对于监控温度测量的需求量很大并且所要测量的范围也日渐广泛，但随着人们开拓新领域的同时也出现了一些不适合人工亲自测量的区域或情况，而无线温度传感器的有效性和可操作性使得它可以帮助人们解决这一问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法。专利技术概述：在本专利技术使用STM32f103作为主控芯片，使用温度传感器DS18B20搜集所要测量的局部地区温度，再由USB接口将数据包传入上位机并实现实时刷新；通过上层软件QTCreator编写程序，再利用连接的计算机显示器将根据数据画出的热力图显示出来。通过设计、实验、制作及调试，实现在设定地区的数据采集，同步控制和温度分布估计的功能。本专利技术的技术方案为：一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，实现方案如下：1)在设定区域内设置温度传感器节点；所述温度传感器节点采集温度传感数据；2)所述温度传感数据以数据包的形式传输至PC机，PC机内的绘图系统基于所述温度传感数据绘制所述设定区域的温度二维分布热力图；3)所述温度传感数据和温度二维分布热力图通过PC机的主窗口进行显示。根据本专利技术优选的，所述步骤1)中的温度传感器节点与单片机连接；所述单片机通过USB接口与所述PC机连接；所述单片机的主控芯片为STM32f103；所述温度传感器节点为DS18B20。温度传感器DS18B20具有测量精度较高、测温范围合理、体积较小等优势。根据本专利技术优选的，所述绘图系统包括解包模块和校验模块；所述步骤2)中，绘制温度二维分布热力图前，所述解包模块和校验模块对温度传感数据包依次进行解包操作和校验操作。根据本专利技术优选的，所述主窗口中添加有QTimer事件；所述QTimer事件定时刷新所述主窗口中显示的温度传感数据。定时刷新所述主窗口中显示的温度传感数据，以实时显示最新数据。根据本专利技术优选的，所述步骤2)中的绘图系统基于C++语言的QT技术实现；所述绘图系统的构建平台为QtCreator；QtCreator中包括QWight事件、QLabel事件和QPainter事件。QtCreator该环境简洁明了，使用方便、功能强大。由于Qt中大多的类已由C++语言编写完成可以直接调用，所以绘图系统编写时可直接调用QWight、QLabel、QPainter，大大节约了时间。进一步优选的，所述步骤2)中的温度二维分布热力图由QPalette元素、Canvas元素和QMouseEvent鼠标点击事件完成；具体步骤如下：A、Canvas画布中，在测量点的位置绘制一个半径自由设定、填充颜色效果径向渐变的圆；所述圆的圆心为测量点的二维位置坐标，圆心的颜色比其他位置颜色深；B、在主窗口中定义与测量点的个数相同的Label，用于在主窗口中显示测量的温度数据；C、鼠标点击Canvas画布后，相应位置点的二维坐标数组中的值加1；进一步触发QPainter事件改变对应主窗口的颜色。Canvas元素提供了一个根据分辨率的位图画布，能够绘制直线和曲线或者简易的和复杂的图形、图像等，还可以添加文本、颜色、渐变和图形，以及进行像素操作。可以实现根据鼠标点击来改变图形颜色的深浅可以动态的显示出局部温度变化。根据本专利技术优选的，本专利技术所述基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，基于Windows平台的QT5.2.0环境构建。本专利技术的有益效果为：1.本专利技术所述基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，实现在窗口中完成对接收解包后的数据处理，将数据点用热图的方式显示某一测量区域的温度高低并且在主要测量的点的位置用label来动态的显示实时测量出来的温度数值；有效的获取环境恶劣甚至污染严重并不适合人类涉足区域的温度分布和变化情况。附图说明图1为实施例1中温度二维分布热力图的示意图；图2为本专利技术所述基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法流程图。具体实施方式下面结合实施例和说明书附图对本专利技术做进一步说明，但不限于此。实施例1如图1-2所示。一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，实现方案如下：1)在设定区域内设置温度传感器节点；所述温度传感器节点采集温度传感数据；2)所述温度传感数据以数据包的形式传输至PC机，PC机内的绘图系统基于所述温度传感数据绘制所述设定区域的温度二维分布热力图；3)所述温度传感数据和温度二维分布热力图通过PC机的主窗口进行显示。根据本专利技术优选的，所述步骤1)中的温度传感器节点与单片机连接；所述单片机通过USB接口与所述PC机连接；所述单片机的主控芯片为STM32f103；所述温度传感器节点为DS18B20。温度传感器DS18B20具有测量精度较高、测温范围合理、体积较小等优势。所述绘图系统包括解包模块和校验模块；所述步骤2)中，绘制温度二维分布热力图前，所述解包模块和校验模块对温度传感数据包依次进行解包操作和校验操作。本专利技术所述基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，基于Windows平台的QT5.2.0环境构建。实施例2如实施例1所述的基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，所不同的是，所述主窗口中添加有QTimer事件；所述QTimer事件定时刷新所述主窗口中显示的温度传感数据。定时刷新所述主窗口中显示的温度传感数据，以实时显示最新数据。实施例3如实施例1所述的基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，所不同的是，所述步骤2)中的绘图系统基于C++语言的QT技术实现；所述绘图系统的构建平台为QtCreator；QtCreator中包括QWight事件、QLabel事件和QPainter事件。QtCreator该环境简洁明了，使用方便、功能强大。由于Qt中大多的类已由C++语言编写完成可以直接调用，所以绘图系统编写时可直接调用QWight、QLabel、QPainter，大大节约了时间。所述步骤2)中的温度二维分布热力图由QPalette元素、Canvas元素和QMouseEvent鼠标点击事件完成；具体步骤如下：A、Canvas画布中，在测量点的位置绘制一个半径自由设定、填充颜色效果径向渐变的圆；所述圆的圆心为测量点的二维位置坐标，圆心的颜色比其他位置颜色深；B、在主窗口中定义与测量点的个数相同的Label，用于在主窗口中显示测量的温度数据；在本实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，其特征在于，实现方案如下：1)在设定区域内设置温度传感器节点；所述温度传感器节点采集温度传感数据；2)所述温度传感数据以数据包的形式传输至PC机，PC机内的绘图系统基于所述温度传感数据绘制所述设定区域的温度二维分布热力图；3)所述温度传感数据和温度二维分布热力图通过PC机的主窗口进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，其特征在于，实现方案如下：1)在设定区域内设置温度传感器节点；所述温度传感器节点采集温度传感数据；2)所述温度传感数据以数据包的形式传输至PC机，PC机内的绘图系统基于所述温度传感数据绘制所述设定区域的温度二维分布热力图；3)所述温度传感数据和温度二维分布热力图通过PC机的主窗口进行显示。2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，其特征在于，所述步骤1)中的温度传感器节点与单片机连接；所述单片机通过USB接口与所述PC机连接；所述单片机的主控芯片为STM32f103；所述温度传感器节点为DS18B20。3.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，其特征在于，所述绘图系统包括解包模块和校验模块；所述步骤2)中，绘制温度二维分布热力图前，所述解包模块和校验模块对温度传感数据包依次进行解包操作和校验操作。4.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络节点的区域温度分布估测方法，其特征在于，所述主窗口中添加有QTimer事件；所述QTimer事件定时刷新所述主窗口中显示的温度传感数据。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：左英楠，封桂荣，刘毅枫，刘传刚，
申请(专利权)人：山东超越数控电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37