一种基于zigbee的酿酒环境监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于Zigbee的酿酒环境监测系统，涉及环境监测领域，解决了酿造状态需人工现场测量，无法进行实时监测的问题以及现场环境复杂难以布线的问题，包括PC模块、协调器模块和终端节点模块，所述协调器模块用于组建并管理Zigbee网络，当终端节点加入网络后，各终端节点模块控制各类传感器检测环境数据并按Zigbee数据格式向协调器发送检测数据，协调器将接收的各节点数据通过串行通讯上传至计算机，各节点连线少，安装方便，数据可靠，工作人员通过计算机即可完成在线监测。工作人员通过计算机即可完成在线监测。工作人员通过计算机即可完成在线监测。

【技术实现步骤摘要】
一种基于zigbee的酿酒环境监测系统

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[0001]本技术涉及环境监测
，尤其涉及一种基于zigbee的酿酒环境监测系统。

技术介绍
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[0002]酿酒行业是我国食品行业的支柱之一，在国民经济的发展与居民的日常生活中发挥着不可忽视的影响。酒类的酿造过程是在密闭的窖池中完成的，无法直观对窖池内部情况进行判断，而窖内环境的变化对于出酒品质有着至关重要的影响，因此，对酿酒环境的变化进行实时监测对酿造工艺和出酒品质的提升是非常有必要的。
[0003]当下对于酿酒环境的检测多数采用人工测量或是布线测量，即通过工作人员手持仪器进行检测或者安排工作人员安装检测设备并通过总线连至控制房内进行监测，上述方式无法实时地反应酿造过程中环境要素的动态变化，且不可避免地破坏了酿造环境的密闭性，影响窖内微生物的代谢环境。当厂房环境较为恶劣时，布线测量及人工测量精度都将受到较大的影响，无法得到有效的数据反馈，最终影响产酒的品质和生产效率。
[0004]本技术涉及的一种基于zigbee的酿酒环境监测系统在终端节点上接有温湿度传感器、光照传感器、CO2浓度传感器和酒精浓度传感器，采用zigbee网络传输检测数据至协调器，协调器再通过串口与PC通信后上传传感器数据并保存。该系统极大地减少了布线长度，有效保证了酿造环境不受人工干扰，且该系统具有网络容量大、抗干扰性强、功耗低、成本低、传输可靠等特点，达到了在线监控的效果，同时技术人员还可根据反馈得到的全过程数据对酿造环境进行调整，优化酿酒工艺。

技术实现思路
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[0005]本技术所要解决的技术问题是提供一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，该系统实时监测窖内温湿度、光照强度、酒精浓度、CO2浓度等指标以判断酿造环境是否适宜，采用zigbee网络进行数据传输。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，所述基于zigbee的酿酒环境监测系统包括：PC模块、协调器模块和终端节点模块。
[0008]所述的PC模块与协调器模块电连接，协调器模块与终端节点模块通过zigbee网络相连。
[0009]所述的PC模块用于接收、储存测量数据并通过显示器实时显示，PC模块与协调器模块间通过串口转换芯片进行接口转换进而实现串口通信。
[0010]所述的协调器模块，用于组建zigbee网络并对该网络进行管理，接收终端节点的检测数据并解码后向PC模块发送。包括控制器CC2530、射频前端芯片CC2591以及SMA天线。
[0011]所述的终端节点模块,用于监测酿酒环境内的各类数据信号并向zigbee网络中发送，包括控制器模块和传感器模块。
[0012]所述控制器模块采用控制器CC2530，其AVDD1
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AVDD4引脚接3.3V电源，GND引脚接地。
[0013]传感器模块包括温湿度传感器、光照强度传感器、酒精浓度传感器和CO2浓度传感器及对应的供电电路。温湿度传感器SHT11的2脚、3脚分别与控制器的P1.0口、P1.1口相连；光照强度传感器BH750FVI的4脚、6脚与控制器的P0.6口、P0.7口相连；酒精浓度传感器TGS2620的2脚、3脚输出信号，经RC滤波后与CC2530内置的AD转换电路通过P0.1口相连；CO2浓度传感器MH
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Z16的5脚、6脚分别与控制器的P0.3和P0.2口相连。
[0014]综上所述，本技术与现有技术相比具有以下有益效果：
[0015](1)一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，利用终端节点检测环境数据，通过zigbee网络传输检测数据，保证了酿造环境的密闭性，解决了设备布线困难、灵活性差的问题；
[0016](2)一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，采用的zigbee网络系统功耗低，传输效率高，可实现对酿酒环境的实时监测，有效提高了检测系统的实时性与可靠性；
[0017](3)一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，系统网络容量大，支持对多环境指标进行监测，通过对温湿度、酒精浓度、光照强度、CO2浓度的监测，可较全面反映窖池环境中微生物的生存环境，为改善微生物对酿造的影响提供量化依据，有利于提升出酒品质和出酒效率。
附图说明：
[0018]图1为本技术的组成原理示意图；
[0019]图2为本技术的协调器模块电路图；
[0020]图3为温湿度传感器SHT11的电路图；
[0021]图4为光照强度传感器BH750FVI的电路图；
[0022]图5为酒精浓度传感器TGS2620的电路图；
[0023]图6为CO2浓度传感器MH
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Z16的电路图；
具体实施方式：
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述：
[0025]实施例1
[0026]本技术的zigbee网络呈星型拓扑结构，如图1所示，该网络只包含一个协调器和若干终端节点，每个终端节点后接有一类传感器，可根据不同的检测位置设置终端节点。终端节点与协调器通过zigbee网络相连，协调器模块与PC模块通过串口转换芯片CP2102进行接口转换实现异步通信，其中CP2102的一端接PC模块的USB接口，一端的TXD、RXD引脚分别与CC2530的P0.2和P0.3口相连。
[0027]如图2所示，本技术的协调器模块由主控制器CC2530、射频前端芯片CC2591、SMA天线组成。CC2591芯片作为CC2530芯片的射频前端，其射频接口RF_N、RF_P与CC2530芯片的射频天线输入输出引脚RF_N、RF_P对应相连，用以提高无线信号的发射功率，大幅增加通信距离；其7脚、15脚分别接5v恒定电源和地，为协调器模块进行供电；11脚外接SMA天线
向外发送无线信号用以控制终端节点。
[0028]终端节点模块由控制器CC2530和温湿度传感器SHT11、光照强度传感器BH750FVI、酒精浓度传感器TGS2620和CO2浓度传感器MH
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Z16组成；控制器负责按协调器的命令控制各类传感器的数据采集过程，并将检测数据按zigbee网络格式转化后向协调器发送。控制器CC2530与每类传感器单独相连构成一个终端节点，系统可根据检测需求增加终端节点数量以实现多个环境量的多组测量。
[0029]所述的传感器SHT11负责测量酿造环境内的温湿度变化,其与控制器CC2530间采用IIC总线方式进行通信，如图3所示，CC2530的P1.0口、P1.1口分别模拟IIC总线的CLK端和DATA端与SHT11的SCLK和DATA端对应相连，SHT11的1脚接3.3V电源供电，由CC2530的P0.0口控制电源的通断；为保持传感器上电后的工作稳定，在电源VDD与地之间接有0.1uf的滤波电容；SHT11的SCLK端、DAT本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，其特征在于，包括PC模块、协调器模块、终端节点模块；所述协调器模块包括主控制器CC2530、射频前端芯片CC2591以及SMA天线，所述终端节点模块包括控制器CC2530、温湿度传感器、光照强度传感器、酒精浓度传感器和CO2浓度传感器；所述PC模块通过串口方式与协调器模块相连，所述终端节点模块与协调器模块通过zigbee网络相连。2.根据权利要求1中所述的一种基于zigbee的酿酒环境监测系统，其特征在于，所述PC模块的USB接口与串口转换芯片CP2102相连，串口转换芯片CP2102的TXD端与RXD端与协调器的主控制器的P0.2口、P0.3口相连。3.根据权利要求1中所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张梦哲，罗刚，叶飞，高语罕，徐壮，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：新型
国别省市：