一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)的測(cè)溫系統(tǒng)，特別涉及的是一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被認(rèn)為是繼計(jì)算機(jī)科學(xué)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之后信息產(chǎn)業(yè)的再一次浪潮，是通過物物網(wǎng)絡(luò)互連繼而實(shí)現(xiàn)感知世界的技術(shù)手段。物聯(lián)網(wǎng)是在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)框架的基礎(chǔ)上延伸而出，數(shù)量巨大的各物聯(lián)網(wǎng)終端將實(shí)現(xiàn)范圍更加廣闊的互連相通。因而物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，將信息互通的方式從H2H(Human to Human)延伸至M2M (Machine to Machine),為信息化提供了較大的空間。這無疑也為傳統(tǒng)的無線通信技術(shù)提供了基于泛在物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的新的發(fā)展契機(jī)。
[0003]短距離的無線通信技術(shù)的范疇相對(duì)比較廣泛，一般是指有效的通信距離在厘米到幾百米范圍內(nèi)的無線通信技術(shù)。短距離無線協(xié)同通信技術(shù)旨在解決相對(duì)比較近距離設(shè)備的連接問題，還可以支持動(dòng)態(tài)組網(wǎng)并靈活實(shí)現(xiàn)與上層網(wǎng)絡(luò)的信息交互功能。該技術(shù)定位滿足了物聯(lián)網(wǎng)終端組網(wǎng)，以及物聯(lián)網(wǎng)終端網(wǎng)絡(luò)與電信網(wǎng)絡(luò)，互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的互連互通的要求，是短距離無線通信技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景下彰顯活力的根本原因。短距離無線技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于熱點(diǎn)覆蓋、家庭辦公網(wǎng)絡(luò)、家庭數(shù)字娛樂、智能樓宇、物流運(yùn)輸管理等方面，并以其豐富的技術(shù)種類和優(yōu)越的技術(shù)特點(diǎn)，滿足了物-物互連的應(yīng)用需求，逐漸成為物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)體系的主要支撐技術(shù)。
[0004]無線協(xié)同通信技術(shù)的普及使用，將推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)應(yīng)用的長(zhǎng)足進(jìn)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信息時(shí)代的又一次發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于將無線協(xié)同通信技術(shù)和聯(lián)網(wǎng)結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、繼而對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控、報(bào)警與異常狀況處理。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其組成包括小型處理器系統(tǒng)、溫度采集模塊、無線接收和發(fā)送模塊、無線通信網(wǎng)絡(luò)、溫度采集模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和軟件模塊，其中軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。
[0008]所述的一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于軟件程序之間協(xié)調(diào)的組合疊加。
[0009]所述的一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)系統(tǒng)部分包括:無線收發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)接收從其中一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送過來的溫度信息數(shù)據(jù)和然后經(jīng)過使用數(shù)碼管顯示它所接收到的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化后，數(shù)碼管的顯示也得迅速的協(xié)同變化顯示。
[0010]用STC89C52單片機(jī)所組成的最小系統(tǒng)作為主控的小型處理器的系統(tǒng)，以DS18B20作為溫度采集模塊，Nrf24L01用作無線的接收和發(fā)送的模塊，利用單片機(jī)和無線模塊構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)。以DS18B20作為溫度采集模塊，另外再加上LED顯示模塊，蜂鳴器的報(bào)警模塊構(gòu)成系統(tǒng)。軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。
[0011]本發(fā)明還包括一種軟件設(shè)計(jì)模塊，由于整個(gè)系統(tǒng)是由三個(gè)部分構(gòu)成，各個(gè)軟件程序之間的協(xié)調(diào)的組合疊加，合理安排實(shí)現(xiàn)相應(yīng)模塊功能的順序以及如何使這三個(gè)模塊協(xié)調(diào)的完成相應(yīng)的工作。從機(jī)系統(tǒng)一主要是對(duì)溫度進(jìn)行采集，然后將采集到的溫度信息發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)，然后一直循環(huán)這個(gè)采集和發(fā)送的過程。主機(jī)系統(tǒng)部分包括的系統(tǒng)有無線收發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)。主機(jī)系統(tǒng)得接收從其中一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送過來的溫度信息數(shù)據(jù)和然后經(jīng)過使用數(shù)碼管顯示它所接收到的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化后，數(shù)碼管的顯示也得迅速的協(xié)同變化顯示。從機(jī)系統(tǒng)二的程序就相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)了，由于實(shí)際系統(tǒng)的局限，在這一部分異常狀態(tài)的處理方面只能通過發(fā)光二極管的亮滅來代替是否出現(xiàn)異常情況，并及時(shí)的去處理異常狀況。當(dāng)處于正常狀態(tài)時(shí)，從機(jī)系統(tǒng)上綠燈亮；當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，從機(jī)系統(tǒng)上紅燈亮。
[0012]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0013]使用比較方便的溫度檢測(cè)傳感器DS18B20作為溫度采集元件，配合低功耗、高性能的單片機(jī)，再采用無線傳輸模塊Nrf24L01來進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，再通過微處理器進(jìn)行計(jì)算，報(bào)警以及異常狀態(tài)處理等，系統(tǒng)簡(jiǎn)潔、可靠、性價(jià)比高。
[0014]由于所構(gòu)成的系統(tǒng)是一個(gè)小型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中相當(dāng)多的功能能夠通由軟件來實(shí)現(xiàn)，故在實(shí)現(xiàn)工程方面具有柔性特點(diǎn)和優(yōu)異的性能價(jià)格比；
【附圖說明】
[0015]圖1為系統(tǒng)總體框圖；
[0016]圖2為從機(jī)系統(tǒng)一總體流程圖；
[0017]圖3為主機(jī)總體流程圖；
[0018]圖4為從機(jī)系統(tǒng)二流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述:
[0020]一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其組成包括小型處理器系統(tǒng)、溫度采集模塊、無線接收和發(fā)送模塊、無線通信網(wǎng)絡(luò)、溫度采集模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和軟件模塊，其中軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。
[0021]其特征在于軟件程序之間協(xié)調(diào)的組合疊加。
[0022]其特征在于主機(jī)系統(tǒng)部分包括:無線收發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)接收從其中一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送過來的溫度信息數(shù)據(jù)和然后經(jīng)過使用數(shù)碼管顯示它所接收到的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化后，數(shù)碼管的顯示也得迅速的協(xié)同變化顯示。
[0023]結(jié)合圖1，圖1是系統(tǒng)總體框圖。了實(shí)現(xiàn)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的模擬，這里需要把整個(gè)系統(tǒng)模擬物-物相連的模式，及相互之間協(xié)同通信，實(shí)現(xiàn)其信息的共享與異常狀態(tài)的處理。所以整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要以溫度為主線，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的檢測(cè)、繼而對(duì)溫度進(jìn)行監(jiān)控、報(bào)警與異常狀況處理。故硬件電路的設(shè)計(jì)主要是圍繞這些方面來設(shè)計(jì)，并實(shí)現(xiàn)這些功能。這樣就要求這里設(shè)計(jì)出三個(gè)無線模塊與單片機(jī)系統(tǒng)組成的三個(gè)無線通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的模擬。這里將使用溫度這個(gè)不管是在日常生活中，還是在工程實(shí)踐中經(jīng)常需要提及的中介作為整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)所需要傳遞的信息，在本課題的設(shè)計(jì)中，這里才使用比較方便的溫度檢測(cè)傳感器DS18B20作為溫度采集元件，配合低功耗、高性能的單片機(jī)，再采用無線傳輸模塊Nrf24L01來進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，再通過微處理器進(jìn)行計(jì)算，報(bào)警以及異常狀態(tài)處理等問題。整個(gè)系統(tǒng)，無論是溫度的采集還是數(shù)據(jù)的傳輸都有利于工程實(shí)踐。在整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，我們采用由STC公司生產(chǎn)的STC89C52單片機(jī)作為主控的芯片，使用高性能的測(cè)溫傳感器、高性能的無線收發(fā)模塊、并且通過數(shù)碼管來顯示、再由蜂鳴器和異常狀況組成一個(gè)報(bào)警處理系統(tǒng)。
[0024]結(jié)合圖2，是從機(jī)系統(tǒng)一的總體流程圖。從機(jī)系統(tǒng)一主要是對(duì)溫度進(jìn)行采集，然后將采集到的溫度信息發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)，然后一直循環(huán)這個(gè)采集和發(fā)送的過程。該部分的軟件設(shè)計(jì)想法如下:先得從初始化DS18B20和無線發(fā)射模塊(這個(gè)沒有先后的關(guān)系)，然后讀出DS18B20所測(cè)的溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換后能夠得到十進(jìn)制數(shù)，取溫度數(shù)組的十位和個(gè)位(由于正常室溫不超過一百攝氏度以上，故沒有加入百位，而且本課題沒有考慮溫度處于零下的情況)寫入發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)組，將溫度數(shù)據(jù)信息發(fā)送給主機(jī)系統(tǒng)。
[0025]結(jié)合圖3，圖3機(jī)總體流程圖。主機(jī)系統(tǒng)部分包括的系統(tǒng)有無線收發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)。主機(jī)系統(tǒng)得接收從其中一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送過來的溫度信息數(shù)據(jù)和然后經(jīng)過使用數(shù)碼管顯示它所接收到的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化后，數(shù)碼管的顯示也得迅速的協(xié)同變化顯示。當(dāng)檢測(cè)到出現(xiàn)異常情況的時(shí)候，主機(jī)系統(tǒng)能夠進(jìn)行蜂鳴器報(bào)警，并且發(fā)給另外一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送異常狀態(tài)處理方案。所以，本系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)的想法是這樣的，首先還是得初始化無線接收發(fā)送模塊Nrf24L01，然后進(jìn)入大循環(huán)判斷狀態(tài)寄存器是否有接收中斷。如果有就從輸入輸出緩存讀取數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制在數(shù)碼管上顯示出來，當(dāng)出現(xiàn)異常情況后，蜂鳴器會(huì)出現(xiàn)報(bào)警，而且與此同時(shí)，主機(jī)系統(tǒng)向另一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送異常狀態(tài)處理辦法。
[0026]結(jié)合圖4，圖4是從機(jī)系統(tǒng)二流程圖。這一部分的程序就相對(duì)簡(jiǎn)單一點(diǎn)了，由于實(shí)際系統(tǒng)的局限，在這一部分異常狀態(tài)的處理方面只能通過發(fā)光二極管的亮滅來代替是否出現(xiàn)異常情況，并及時(shí)的去處理異常狀況。當(dāng)處于正常狀態(tài)時(shí)，從機(jī)系統(tǒng)上綠燈亮；當(dāng)出現(xiàn)異常狀況時(shí)，從機(jī)系統(tǒng)上紅燈亮。整個(gè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的思想如下:我們得先初始化無線模塊，接收發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，判斷是否出現(xiàn)異常狀態(tài)，通過亮燈的情況來顯示整個(gè)系統(tǒng)所處的狀態(tài)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其組成包括小型處理器系統(tǒng)、溫度采集模塊、無線接收和發(fā)送模塊、無線通信網(wǎng)絡(luò)、溫度采集模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和軟件模塊，其中軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于軟件程序之間協(xié)調(diào)的組合疊加。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于主機(jī)系統(tǒng)部分包括:無線收發(fā)系統(tǒng)、數(shù)碼管顯示系統(tǒng)和蜂鳴器報(bào)警系統(tǒng)，主機(jī)系統(tǒng)接收從其中一個(gè)從機(jī)系統(tǒng)發(fā)送過來的溫度信息數(shù)據(jù)和然后經(jīng)過使用數(shù)碼管顯示它所接收到的數(shù)據(jù)，當(dāng)溫度出現(xiàn)變化后，數(shù)碼管的顯示也得迅速的協(xié)同變化顯示。
【專利摘要】一種基于無線協(xié)同通信技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)溫度測(cè)量系統(tǒng)，其組成包括小型處理器系統(tǒng)、溫度采集模塊、無線接收和發(fā)送模塊、無線通信網(wǎng)絡(luò)、溫度采集模塊、LED顯示模塊、蜂鳴器報(bào)警模塊和軟件模塊，其中軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。用STC89C52單片機(jī)所組成的最小系統(tǒng)作為主控的小型處理器的系統(tǒng)，以DS18B20作為溫度采集模塊，Nrf24L01用作無線的接收和發(fā)送的模塊，利用單片機(jī)和無線模塊構(gòu)建無線通信網(wǎng)絡(luò)。以DS18B20作為溫度采集模塊，另外再加上LED顯示模塊，蜂鳴器的報(bào)警模塊構(gòu)成系統(tǒng)。軟件模塊包括溫度檢測(cè)模塊、無線發(fā)射模塊、無線接收模塊、顯示模塊和報(bào)警模塊以及處理異常狀態(tài)的模塊。
【IPC分類】G01K7-00, G08C17-02
【公開號(hào)】CN104677513
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310616724
【發(fā)明人】劉學(xué)敏, 金詩宇
【申請(qǐng)人】哈爾濱恒譽(yù)名翔科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請(qǐng)日】2013年11月27日