一種基于cc430的溫度實時監測無線傳感網系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及無線傳感網領域，具體涉及一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統。
【背景技術】
[0002]近年來，非接觸溫度監測作為一種預防火災的重要手段，應用在人們生產生活的各個方面。例如煤礦采煤機械各個關鍵點和采煤工作面溫度過高，可能引起煤的自燃或瓦斯燃燒而形成火災，大型存儲倉庫內環境或局部物體溫度過高會引發自燃導致火災，給人們生產和生命安全帶來無可挽回的損失。現有溫度實時監測無線傳感網系統，各節點功耗較高，續航能力較差，不能實時顯示全局溫度，造成監測人員對危險情況誤判。所以，提供一種穩定的溫度實時監測無線傳感網系統，對于保障生產安全就顯得尤為重要。
【發明內容】
[0003]本實用新型針對已有技術的不足，提供一種具有超低功耗，精確測量，快速響應，組網方便，采用RF射頻技術傳輸的基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統。
[0004]為了實現上述目的，本實用新型是采用如下技術方案:本實用新型是一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，它包括:溫度采集模塊、主節點處理模塊、分節點處理模塊和PC終端上位機軟件。
[0005]所述溫度采集模塊包括紅外線溫度感應芯片，所述紅外線溫度感應芯片為一MLX90614型芯片，精度0.02°C，內部包含紅外熱電堆和DSP處理單元，通過EEPR0M設定溫度范圍，其RAM單元可以存儲采集的環境和被測物體溫度信號，通過數據線SDA和時鐘線SCL與分節點處理模塊相連，采用SMBUS通信協議傳輸采集的數字溫度參數信號至分節點處理模塊。
[0006]進一步的，所述分節點處理模塊包括一 CC430F5137型單片機，所述CC430F5137單片機為TI公司16位RISC結構單片機，集MSP430系列單片機的低功耗性能和RF無線收發器功能于一體，所述分節點處理模塊通過內部10 口與溫度采集模塊連接，分節點處理模塊將溫度參數處理之后，將分析結果通過內部RF無線模塊傳輸到主節點處理模塊。
[0007]進一步的，所述主節點處理模塊包括一CC430F5137型單片機，所述主節點通過內部RF模塊接收各分節點處理模塊溫度參數分析結果，并通過串口轉USB線連接至PC終端，通過上位機軟件實時顯示各分節點溫度數據。
[0008]進一步的，所述PC終端運行Windows7操作系統環境，所述上位機軟件運用C#語言編寫，可以將接收到的環境溫度和物體溫度實時顯示，通過設置可以增加監測節點的數量。
[0009]與已有技術相比，本實用新型有益效果是:
[0010]本實用新型選用MLX90614紅外測溫芯片直接輸出數字溫度信號進行非接觸測溫，選用內置射頻收發模塊的CC430低功耗型單片機作為節點處理器芯片，運用C#語言編寫的上位機程序實時顯示所監測各個分節點溫度值，由于采用上述方案，本實用新型將紅外測溫和RF無線傳輸技術結合為一體，使得整個系統無需布線且具有超低功耗，快速響應，精確測量，組網方便，操作簡單的優點。
【附圖說明】
[0011 ]附圖1是本實用新型系統整體框圖。
[0012]附圖2是本實用新型溫度采集模塊電路圖。
[0013]附圖3是本實用新型節點處理芯片CC430F5137電氣連接圖。
[0014]附圖4是本實用新型分節點處理模塊與溫度采集模塊電氣連接圖。
[0015]附圖5是本實用新型上位機軟件框圖。
[0016]附圖中標號說明: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為發光二極管，K1為開關按鈕，Η為蜂鳴器。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
[0018]參照附圖1，本發明是一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，所述無線傳感網系統是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成的網絡，由大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構成的無線網絡，以協作的方式感知、采集、處理和傳輸網絡覆蓋地理區域內被感知對象的信息，并最終把這些信息發送給網絡所有者。所述基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統包括溫度采集模塊、節點處理模塊和PC終端。所述溫度采集模塊均包括一MLX90614芯片，所述節點處理模塊均包括一內置射頻RF模塊的CC430F5137單片機，所述PC終端可以運行Windows 7環境下由C#語言編寫的上位機監測程序。通過溫度采集模塊與分節點處理模塊連接，將采集所述分節點的環境和關鍵點溫度參數信號傳輸至所述分節點處理模塊，由所述分節點處理模塊處理后，通過所述分節點處理模塊內置射頻RF模塊將處理后溫度值發送至主節點處理模塊，主節點處理模塊通過串口轉USB線傳輸至PC終端，通過上位機軟件顯示所述分節點環境溫度和物體溫度值，實現了溫度數據的采集、處理和傳輸顯示的功能。
[0019]所述節點處理模塊和溫度采集模塊為整個系統的核心。參照附圖2，所述溫度采集模塊內部包括一 MLX90614芯片，所述MLX90614芯片為四端口器件，內部集成熱電堆和DSP處理單元，工作電壓3.3V。所述端口 1為SCL端口，實現時鐘信號的傳輸，所述端口2為SDA端口，實現溫度數據的傳輸，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，所述MLX90614芯片將輸出數字溫度電壓信號。
[0020]所述節點處理芯片為一 CC430F5137單片機，所述CC430F5137單片機處理器為16位超低功耗Μ⑶，具有16KB閃存，2KB RAM和CC1101，供電電壓1.8?3.6V，可以用兩節七號電池供電；所述CC430F5137單片機處理器內置CC1101無線電收發器，參照附圖3，無線模塊由芯片的RF_r#PRF_P兩個引腳接入，并根據射頻發送的需要，接入一個26 MHz晶振，通過配置射頻通信相關的寄存器，包括載波頻率寄存器、數據速率寄存器、載波監聽設置絕對閾值寄存器、射頻發送和接收的數據包長度寄存器和地址檢測開啟寄存器，使能地址檢測功能，使得每一個節點都有唯一的地址;在本發明中通過K1按鈕可以開啟分節點測溫模塊工作模式，此時LED閃爍，溫度超過閾值可以通過蜂鳴器Η報警，檢查人員可以迅速定位報警節點。通過設置無線發送功率改進射頻發射函數，并根據發射距離遠近去設置功率大小，以達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端口分別與分節點處理模塊Pl_2端口和Pl_3端口連接，所述U1、U2模塊通過IIC協議進行通信。所述分節點處理模塊和溫度采集模塊電氣連接后，具有體積小，功耗低，無線傳輸抗干擾能力強的特點。例如，當需要監測礦井內某處環境溫度或者采煤機械某個部位的溫度時，通過合理布點，可以達到理想的效果Ο
[0022]參考附圖5，PC終端上位機軟件可以對單個分節點溫度監測進行關斷和開啟，主節點處理器通過軟件設置可以增加分節點數量，通過設置上位機軟件上的設置按鈕，將增加所述分節點處的環境溫度和關鍵點溫度顯示在上位機程序上。
[0023]本實用新型中涉及的未說明部份與已有技術相同或采用已有技術加以實現。
【主權項】
1.一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，其特征在于，包括: 溫度采集模塊、分節點處理模塊、主節點處理模塊、PC終端上位機軟件，其中: 所述溫度采集模塊通過端口 SDA和端口 SCL與分節點處理模塊10 口 Pl_3和Pl_2相連，溫度采集模塊輸出采集的數字溫度參數至分節點處理模塊； 所述分節點處理模塊將輸出溫度值經無線RF射頻模塊傳輸至所述主節點處理模塊，所述主節點處理模塊將溫度值傳輸至PC終端上位機程序顯示； 所述PC終端上位機軟件可以通過設置增加或減少分節點溫度顯示數量，具有實時監測的功能。2.根據權利要求1所述一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，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端口經上拉電阻R1、R2接電源VDD，VDD端口和VSS端口接C1電容。3.根據權利要求1所述一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，其特征在于，所述主節點和分節點處理模塊均包括一 CC430F5137芯片。4.根據權利要求1所述一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，其特征在于，所述PC終端上位機軟件可以實時顯示各節點溫度值，通過設置上位機程序參數按鈕可以開關分節點溫度監測，可以增減監控節點數量。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于CC430的溫度實時監測無線傳感網系統，該系統可用于煤礦、大型倉庫和生產線等需要溫度實時監測場所，包括：溫度采集模塊、節點處理模塊和PC終端。溫度采集模塊和分節點處理模塊間采用IIC協議通信，主節點與分節點處理模塊間采用CC430內置射頻無線模塊通信，所測數據最終傳輸至PC終端通過上位機軟件實時顯示，該系統具有超低功耗，快速響應，精確測量，組網方便，操作簡單的優點。
【IPC分類】G01J5/00, G08C17/02
【公開號】CN205121872
【申請號】CN201520927651
【發明人】劉停, 杜雨馨, 劉欣
【申請人】中國礦業大學
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年11月20日