一種基于cc430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線傳感網(wǎng)領(lǐng)域，具體涉及一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，非接觸溫度監(jiān)測(cè)作為一種預(yù)防火災(zāi)的重要手段，應(yīng)用在人們生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。例如煤礦采煤機(jī)械各個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)和采煤工作面溫度過(guò)高，可能引起煤的自燃或瓦斯燃燒而形成火災(zāi)，大型存儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)環(huán)境或局部物體溫度過(guò)高會(huì)引發(fā)自燃導(dǎo)致火災(zāi)，給人們生產(chǎn)和生命安全帶來(lái)無(wú)可挽回的損失。現(xiàn)有溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，各節(jié)點(diǎn)功耗較高，續(xù)航能力較差，不能實(shí)時(shí)顯示全局溫度，造成監(jiān)測(cè)人員對(duì)危險(xiǎn)情況誤判。所以，提供一種穩(wěn)定的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，對(duì)于保障生產(chǎn)安全就顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型針對(duì)已有技術(shù)的不足，提供一種具有超低功耗，精確測(cè)量，快速響應(yīng)，組網(wǎng)方便，采用RF射頻技術(shù)傳輸?shù)幕贑C430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是采用如下技術(shù)方案:本實(shí)用新型是一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，它包括:溫度采集模塊、主節(jié)點(diǎn)處理模塊、分節(jié)點(diǎn)處理模塊和PC終端上位機(jī)軟件。
[0005]所述溫度采集模塊包括紅外線溫度感應(yīng)芯片，所述紅外線溫度感應(yīng)芯片為一MLX90614型芯片，精度0.02°C，內(nèi)部包含紅外熱電堆和DSP處理單元，通過(guò)EEPR0M設(shè)定溫度范圍，其RAM單元可以存儲(chǔ)采集的環(huán)境和被測(cè)物體溫度信號(hào)，通過(guò)數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL與分節(jié)點(diǎn)處理模塊相連，采用SMBUS通信協(xié)議傳輸采集的數(shù)字溫度參數(shù)信號(hào)至分節(jié)點(diǎn)處理模塊。
[0006]進(jìn)一步的，所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊包括一 CC430F5137型單片機(jī)，所述CC430F5137單片機(jī)為TI公司16位RISC結(jié)構(gòu)單片機(jī)，集MSP430系列單片機(jī)的低功耗性能和RF無(wú)線收發(fā)器功能于一體，所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊通過(guò)內(nèi)部10 口與溫度采集模塊連接，分節(jié)點(diǎn)處理模塊將溫度參數(shù)處理之后，將分析結(jié)果通過(guò)內(nèi)部RF無(wú)線模塊傳輸?shù)街鞴?jié)點(diǎn)處理模塊。
[0007]進(jìn)一步的，所述主節(jié)點(diǎn)處理模塊包括一CC430F5137型單片機(jī)，所述主節(jié)點(diǎn)通過(guò)內(nèi)部RF模塊接收各分節(jié)點(diǎn)處理模塊溫度參數(shù)分析結(jié)果，并通過(guò)串口轉(zhuǎn)USB線連接至PC終端，通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)顯示各分節(jié)點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)。
[0008]進(jìn)一步的，所述PC終端運(yùn)行Windows7操作系統(tǒng)環(huán)境，所述上位機(jī)軟件運(yùn)用C#語(yǔ)言編寫，可以將接收到的環(huán)境溫度和物體溫度實(shí)時(shí)顯示，通過(guò)設(shè)置可以增加監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。
[0009]與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果是:
[0010]本實(shí)用新型選用MLX90614紅外測(cè)溫芯片直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)進(jìn)行非接觸測(cè)溫，選用內(nèi)置射頻收發(fā)模塊的CC430低功耗型單片機(jī)作為節(jié)點(diǎn)處理器芯片，運(yùn)用C#語(yǔ)言編寫的上位機(jī)程序?qū)崟r(shí)顯示所監(jiān)測(cè)各個(gè)分節(jié)點(diǎn)溫度值，由于采用上述方案，本實(shí)用新型將紅外測(cè)溫和RF無(wú)線傳輸技術(shù)結(jié)合為一體，使得整個(gè)系統(tǒng)無(wú)需布線且具有超低功耗，快速響應(yīng)，精確測(cè)量，組網(wǎng)方便，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0011 ]附圖1是本實(shí)用新型系統(tǒng)整體框圖。
[0012]附圖2是本實(shí)用新型溫度采集模塊電路圖。
[0013]附圖3是本實(shí)用新型節(jié)點(diǎn)處理芯片CC430F5137電氣連接圖。
[0014]附圖4是本實(shí)用新型分節(jié)點(diǎn)處理模塊與溫度采集模塊電氣連接圖。
[0015]附圖5是本實(shí)用新型上位機(jī)軟件框圖。
[0016]附圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:R1?R2為第一至第二電阻，C1為電容，R3?R5為第三至第五電阻，C2?C30為第二至第三十電容，L1?L7為第一至第七電感，LED為發(fā)光二極管，K1為開關(guān)按鈕，Η為蜂鳴器。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0018]參照附圖1，本發(fā)明是一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，所述無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成的網(wǎng)絡(luò)，由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，以協(xié)作的方式感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)被感知對(duì)象的信息，并最終把這些信息發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)所有者。所述基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)包括溫度采集模塊、節(jié)點(diǎn)處理模塊和PC終端。所述溫度采集模塊均包括一MLX90614芯片，所述節(jié)點(diǎn)處理模塊均包括一內(nèi)置射頻RF模塊的CC430F5137單片機(jī)，所述PC終端可以運(yùn)行Windows 7環(huán)境下由C#語(yǔ)言編寫的上位機(jī)監(jiān)測(cè)程序。通過(guò)溫度采集模塊與分節(jié)點(diǎn)處理模塊連接，將采集所述分節(jié)點(diǎn)的環(huán)境和關(guān)鍵點(diǎn)溫度參數(shù)信號(hào)傳輸至所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊，由所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊處理后，通過(guò)所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊內(nèi)置射頻RF模塊將處理后溫度值發(fā)送至主節(jié)點(diǎn)處理模塊，主節(jié)點(diǎn)處理模塊通過(guò)串口轉(zhuǎn)USB線傳輸至PC終端，通過(guò)上位機(jī)軟件顯示所述分節(jié)點(diǎn)環(huán)境溫度和物體溫度值，實(shí)現(xiàn)了溫度數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸顯示的功能。
[0019]所述節(jié)點(diǎn)處理模塊和溫度采集模塊為整個(gè)系統(tǒng)的核心。參照附圖2，所述溫度采集模塊內(nèi)部包括一 MLX90614芯片，所述MLX90614芯片為四端口器件，內(nèi)部集成熱電堆和DSP處理單元，工作電壓3.3V。所述端口 1為SCL端口，實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘信號(hào)的傳輸，所述端口2為SDA端口，實(shí)現(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的傳輸，所述端口 3為電源VDD端口，所述端口 4為接地VSS端口 ；所述SDA端口和SCL端口經(jīng)上拉電阻R1、R2接電源VDD，所述VDD端口和VSS端口接C1電容。上電工作時(shí)，所述MLX90614芯片將輸出數(shù)字溫度電壓信號(hào)。
[0020]所述節(jié)點(diǎn)處理芯片為一 CC430F5137單片機(jī)，所述CC430F5137單片機(jī)處理器為16位超低功耗Μ⑶，具有16KB閃存，2KB RAM和CC1101，供電電壓1.8?3.6V，可以用兩節(jié)七號(hào)電池供電；所述CC430F5137單片機(jī)處理器內(nèi)置CC1101無(wú)線電收發(fā)器，參照附圖3，無(wú)線模塊由芯片的RF_r#PRF_P兩個(gè)引腳接入，并根據(jù)射頻發(fā)送的需要，接入一個(gè)26 MHz晶振，通過(guò)配置射頻通信相關(guān)的寄存器，包括載波頻率寄存器、數(shù)據(jù)速率寄存器、載波監(jiān)聽設(shè)置絕對(duì)閾值寄存器、射頻發(fā)送和接收的數(shù)據(jù)包長(zhǎng)度寄存器和地址檢測(cè)開啟寄存器，使能地址檢測(cè)功能，使得每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都有唯一的地址;在本發(fā)明中通過(guò)K1按鈕可以開啟分節(jié)點(diǎn)測(cè)溫模塊工作模式，此時(shí)LED閃爍，溫度超過(guò)閾值可以通過(guò)蜂鳴器Η報(bào)警，檢查人員可以迅速定位報(bào)警節(jié)點(diǎn)。通過(guò)設(shè)置無(wú)線發(fā)送功率改進(jìn)射頻發(fā)射函數(shù)，并根據(jù)發(fā)射距離遠(yuǎn)近去設(shè)置功率大小，以達(dá)到低功耗提高抗干擾能力的目的。
[0021 ]參考附圖4，所述溫度采集模塊SCL端口和SDA端口分別與分節(jié)點(diǎn)處理模塊Pl_2端口和Pl_3端口連接，所述U1、U2模塊通過(guò)IIC協(xié)議進(jìn)行通信。所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊和溫度采集模塊電氣連接后，具有體積小，功耗低，無(wú)線傳輸抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)。例如，當(dāng)需要監(jiān)測(cè)礦井內(nèi)某處環(huán)境溫度或者采煤機(jī)械某個(gè)部位的溫度時(shí)，通過(guò)合理布點(diǎn)，可以達(dá)到理想的效果Ο
[0022]參考附圖5，PC終端上位機(jī)軟件可以對(duì)單個(gè)分節(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)進(jìn)行關(guān)斷和開啟，主節(jié)點(diǎn)處理器通過(guò)軟件設(shè)置可以增加分節(jié)點(diǎn)數(shù)量，通過(guò)設(shè)置上位機(jī)軟件上的設(shè)置按鈕，將增加所述分節(jié)點(diǎn)處的環(huán)境溫度和關(guān)鍵點(diǎn)溫度顯示在上位機(jī)程序上。
[0023]本實(shí)用新型中涉及的未說(shuō)明部份與已有技術(shù)相同或采用已有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，包括: 溫度采集模塊、分節(jié)點(diǎn)處理模塊、主節(jié)點(diǎn)處理模塊、PC終端上位機(jī)軟件，其中: 所述溫度采集模塊通過(guò)端口 SDA和端口 SCL與分節(jié)點(diǎn)處理模塊10 口 Pl_3和Pl_2相連，溫度采集模塊輸出采集的數(shù)字溫度參數(shù)至分節(jié)點(diǎn)處理模塊； 所述分節(jié)點(diǎn)處理模塊將輸出溫度值經(jīng)無(wú)線RF射頻模塊傳輸至所述主節(jié)點(diǎn)處理模塊，所述主節(jié)點(diǎn)處理模塊將溫度值傳輸至PC終端上位機(jī)程序顯示； 所述PC終端上位機(jī)軟件可以通過(guò)設(shè)置增加或減少分節(jié)點(diǎn)溫度顯示數(shù)量，具有實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的功能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述溫度采集模塊包括:MLX90614傳感器、C1電容，R1?R2電阻，3.3V電壓供電，其中:SDA端口和SCL端口經(jīng)上拉電阻R1、R2接電源VDD，VDD端口和VSS端口接C1電容。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述主節(jié)點(diǎn)和分節(jié)點(diǎn)處理模塊均包括一 CC430F5137芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述PC終端上位機(jī)軟件可以實(shí)時(shí)顯示各節(jié)點(diǎn)溫度值，通過(guò)設(shè)置上位機(jī)程序參數(shù)按鈕可以開關(guān)分節(jié)點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)，可以增減監(jiān)控節(jié)點(diǎn)數(shù)量。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種基于CC430的溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)無(wú)線傳感網(wǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于煤礦、大型倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)線等需要溫度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)場(chǎng)所，包括：溫度采集模塊、節(jié)點(diǎn)處理模塊和PC終端。溫度采集模塊和分節(jié)點(diǎn)處理模塊間采用IIC協(xié)議通信，主節(jié)點(diǎn)與分節(jié)點(diǎn)處理模塊間采用CC430內(nèi)置射頻無(wú)線模塊通信，所測(cè)數(shù)據(jù)最終傳輸至PC終端通過(guò)上位機(jī)軟件實(shí)時(shí)顯示，該系統(tǒng)具有超低功耗，快速響應(yīng)，精確測(cè)量，組網(wǎng)方便，操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G01J5/00, G08C17/02
【公開號(hào)】CN205121872
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520927651
【發(fā)明人】劉停, 杜雨馨, 劉欣
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年11月20日