基于無線網的倉儲環境監測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及無線通信、信息采集與處理技術、單片機、GSM技術，尤其涉及一種基于無線網的倉儲環境監測系統。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展和人們生活水平的提高，人們對物品的數量和種類的需求都在不斷增加，這樣對倉儲系統的要求也日益提高。特別是，倉儲內溫度、濕度等環境參數對存儲物品的質量和壽命有著重要的影響，對倉儲環境參數進行實時監控不僅可以保證存儲物品的質量，延長產品的存儲壽命，還能夠增強倉儲系統的安全系數，隨時查檢倉庫各項數據并傳送到手機中，當出現安全隱患的時候能夠及時報警。
[0003]SMS (Short Message Service)短信息服務是 GSM (Global System for MobileCommunicat1n)系統中提供的一種GSM終端(手機)之間通過服務中心(Service Center)進行文本信息收發的應用服務，其中服務中心完成信息的存儲和轉發功能。短信息服務作為GSM網絡的一種基本業務，已得到越來越多的系統運營商和系統開發商的重視，基于這種業務的各種應用也蓬勃發展起來。以GSM網絡作為數據無線傳輸網絡，可以開發出多種前景極其樂觀的各類應用，如無線數據的雙向傳送、無線遠程檢測和控制等。
[0004]ZigBee網絡作為無線傳感器網絡的典型代表，具有低能耗、低成本、低速率等特點，它融合了無線通信技術、傳感器技術以及嵌入式計算機技術等多學科知識的前沿熱點研宄領域，能夠通過各種微型傳感器協同完成對各種環境或檢測對象的信息實時監測、感知和采集，并將這些信息傳送給用戶。ZigBee技術是一種短距離無線通信技術，它的產生和發展為傳感器的信號無線傳輸提供了一種新的解決方案。ZigBee協議是一種低速短距離傳輸的無線網絡協議，從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。ZigBee網絡的主要特點是低成本、低復雜度、支持大量節點、支持多種網絡拓撲結構，并且整個網絡間通信快速、可靠、安全。ZigBee網絡中的主要設備可分為協調器(Coordinator)、匯聚節點(Router)、傳感器節點(EndDevice)三種角色。在無線傳感網絡中，協調器的主要作用是完成初始信道的選擇，對網絡配置初始化、接受子節點的加入；路由器的主要作用是參與數據的轉發，通過允許別的節點加入來擴展網絡的覆蓋范圍；終端主要負責與路由器建立連接，并將采集到的數據發送給協調點。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是:如何實時對倉儲區域內溫度、濕度等環境參數進行無線遠程采集與管理，并將所采集的管理的數據通過單片機與GSM網絡實時傳輸到手機中。
[0006]本發明的目的是提出了一種基于無線網的倉儲環境監測系統，能夠實時地對倉儲區域內溫度、濕度等環境參數進行無線遠程采集與管理，然后將所采集的管理的數據通過單片機與GSM網絡實時傳輸到手機中，構建智能化的倉儲環境監測系統，可有效消除安全隱患。
[0007]此目的是通過如下方式實現的:
[0008]一種基于無線網的倉儲環境監測系統，包括無線傳感器節點，用于現場溫濕度數據的采集，并將采集到的數據發送給具有路由功能的無線節點；若干個具有路由功能的無線節點，根據路由算法選擇最佳的通信路徑，通過其他的FFD節點以多跳的方式把數據傳送給網絡協調器；網絡協調器，和PC機相連，用來收集整個網絡中的數據，并能向傳感器節點發送命令和參數設置，實現與終端設備節點的通信。監控人員無須到達倉庫現場，在監控室通過電腦就可以對倉庫的溫濕度進行檢測。
[0009]進一步地，所述網絡協調器和PC機通過串口 RS232相連。
[0010]進一步地，所述的無線傳感器節點由數據采集模塊、數據處理模塊、無線通信模塊依次連接而成，能量供應模塊供電給所述數據采集模塊、數據處理模塊、無線通信模塊。
[0011]進一步地，所述數據采集模塊為數字傳感器，或者為模擬傳感器和A/D轉換器組成。
[0012]進一步地，所述數字傳感器為溫濕度傳感器。
[0013]進一步地，所述無線通信模塊包括短信收發系統，其包括數據接收和發送子模塊、單片機控制子模塊、終端處理子模塊；單片機負責將數據從內存中讀出，并經數據接收和發送子模塊借助GSM網絡將數據發送出去，所述單片機控制子模塊控制數據的發送和接收。
[0014]進一步地，所述網絡協調器包括GSM無線通信模塊。
[0015]本發明的有益效果是:
[0016]基于ZigBee無線傳感器與GSM網絡的智能倉儲系統，在原有倉儲系統的基礎上引AZigBee技術與GSM傳輸技術，利用無線傳感器節點能耗低、網絡容量大、成本低的特點，在倉儲區域內讓其自組織構成智能測控網絡，能夠對溫度、濕度等環境參數進行實時監測，從而構建了智能化的倉儲環境監測系統。實時有效的將倉庫的各項檢測數據通過短信息的形式發送到需要的手機中，可有效消除安全隱患，具備了傳統倉儲管理無法比擬的優勢，很好地解決了傳統倉儲管理中布線復雜、效率低下等問題。
【附圖說明】
[0017]圖1是傳感器網絡拓撲圖；
[0018]圖2是短信收發系統原理圖；
[0019]圖3是無線傳感器節點結構圖；
[0020]圖4是無線通信GSM模塊TC35模塊結構圖；
[0021]圖5是ZigBee無線通訊協議程序流程圖；
[0022]圖6是整個系統的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0023]實施例1
[0024]本系統中的數據處理模塊采用單片機，例如AT89S52。
[0025]如圖1所示，一種基于無線網的倉儲環境監測系統，包括無線傳感器節點，用于現場溫濕度數據的采集，并將采集到的數據發送給具有路由功能的無線節點；若干個具有路由功能的無線節點，根據路由算法選擇最佳的通信路徑，通過其他的FFD節點以多跳的方式把數據傳送給網絡協調器；網絡協調器，和PC機相連，用來收集整個網絡中的數據，并能向傳感器節點發送命令和參數設置，實現與終端設備節點的通信。
[0026]如圖3所示，無線傳感器節點由數據采集、數據處理、無線通信和能量供應四個子模塊組成示。數據采集模塊由數字傳感器或者模擬傳感器加A/D轉換器組成，負責區域內的溫濕度信息采集和數據轉換數據處理模塊由微控制器組成，負責控制整個傳感器節點的操作和數據存儲；無線通信模塊由無線收發器組成，負責與其他傳感器節點進行通信，能量供應模塊為系統其他的三個部分提供能量。傳感器節點包括溫濕度傳感器，例如SHTlO傳感器，檢測得到溫濕度信息，并轉化為數字信號，傳輸至數據處理模塊CC2530，由CC2530負責對信號進行處理發送。能量供應模塊為電池，節點電源部分使用兩節AA電池，通過一個電壓轉換芯片MCP1259將電壓轉化成3.3V。為了使系統工作時間持續長，節點通常在閑置時快速進入休眠模式，其外設模塊進入休眠狀態，或者電源管理部分不對這些外設模塊供電。協調器節點負責數據的收發和處理，主要由CC2530和一些外圍器件構成，采用USB供電或者是交流電供電。
[0027]其中，SHTlO是一款高度集成的溫濕度傳感器芯片，提供全標定的數字輸出。它采用專利的CMOSens技術，確保產品具有極高的可靠性與卓越的長期穩定性。傳感器包括一個電容性聚合體測濕敏感元件、一個用能隙材料