基于上位機、NRF多點無線溫度監(jiān)控系統(tǒng)

王銀旺　馬宏興　張曉玲　袁旭斌

摘要：為了實現(xiàn)對復雜工作環(huán)境的監(jiān)督和管理，提出了一種基于無線監(jiān)測的自動報警測試系統(tǒng)設計方案，并完成系統(tǒng)的軟硬件設計。該系統(tǒng)采用主從工作方式，上位機用PC機，用Laview編程，下位機采用單片機用匯編語言和C語言編程，該系統(tǒng)的硬件部分主要用來檢測環(huán)境溫度、濕度并通過無線發(fā)送給主機，當檢測值達到設定的上限或下限時系統(tǒng)會自動報警。能夠完成對其輸出信號進行檢測。實際應用表明，該系統(tǒng)具有操作簡便、測試準確、實時顯控的特點。從而達到降低勞動強度，提高測控效率，實現(xiàn)環(huán)境的實時測控自動化的目的。

關鍵詞：無線；上位機；C語言

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）23-0230-02

隨著科學技術的發(fā)展，通信技術也日趨成熟。目前在通信技術中無線通信技術，以他獨特的優(yōu)勢也得到了快速發(fā)展，生活中無線傳輸技術得到了廣泛的應用。無線監(jiān)測系統(tǒng)控制器能夠降低企業(yè)開發(fā)成本，提高管理質量，節(jié)省成本、提高企業(yè)在市場的競爭力。

我們在對大型的倉庫管理時，往往要檢測一些環(huán)境參數(shù)（溫度、二氧化碳、酒精濃度）等。傳統(tǒng)的方式采用有線傳輸費時費力，而且維護特別麻煩。這里采用無線傳輸就凸顯出它的優(yōu)勢，他省去了布線的繁瑣，易于維護，穩(wěn)定性好。

可見，在未來的生活中無線技術將會和我們的生活聯(lián)系更緊密。同時無線技術也會得到快速的發(fā)展，他也會給人們的生活帶來極大的方便，給企業(yè)帶來更多的利潤。

1 測試需求分析

根據(jù)國內外的調查了解發(fā)現(xiàn)，大型的倉庫管理起來是比較繁瑣，采用有線檢測時，由于環(huán)境和建筑的限制。施工周期比較長，并且施工成本比較高。維護起來也比較麻煩。無線傳輸可以容易的避免這些麻煩，并且易于回收和檢修，從這些角度來分析無線傳輸在未來的發(fā)展前景很好。

測試實際倉庫管理的過程中遇到的環(huán)境，模擬糧食變質時的溫度、濕度、酒精濃度等，并檢測NRF無限發(fā)送和接收是否正常，判斷主機接收不同值要求的工作；其次，應能檢測傳輸距離對無線系統(tǒng)的影響以及在遇到不同障礙物時，接收數(shù)據(jù)的準確性能，以及在不同的環(huán)境是否正常使用。

2 總體設計

該測試系統(tǒng)結構圖如圖1所示，在對存儲環(huán)境監(jiān)測時，從機通過傳感器采集環(huán)境的溫度、濕度等環(huán)境數(shù)據(jù)，通過NRF無線模塊傳輸?shù)街鳈C，主機把接收來的數(shù)據(jù)先和給設定的上、下限值進行對比，并存入數(shù)據(jù)庫同時顯示到上位機，然后發(fā)出對應的報警信號，提示管理人員及時處理。

3 系統(tǒng)硬件設計

因為要求實時性不高，系統(tǒng)硬件主控芯片為51單片機。晶振12Hz，電源5V（DC）?？傮w設計為一主多從，在本設計中采用5個溫度檢測點，實時采集每點的溫度輪番查詢發(fā)送給主機，主機在發(fā)送給上位機。

在這里溫度傳感器選用DS18b20，它具有防水功能可以適應較惡劣的自然環(huán)境，并且自帶1米的連接線，容易安裝檢測復雜環(huán)境。

nRF2401是單片射頻收發(fā)芯片，工作頻段2.4～2.5GHz ISM，芯片內置頻率合成器、功率放大器、晶體振蕩器和調制器等功能模塊，通信頻道和信號發(fā)射功率可以通過程序配置。芯片能耗低，傳輸距離可以根據(jù)實際自己設置，節(jié)能設計十分方便。可適用于多種無線通信的場合，例如無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中的無線鼠標、遙控飛行器、遙控汽車等。

4 測試系統(tǒng)軟件設計

軟件中主要解決多機輪發(fā)發(fā)送的問題，在主機顯示界面對應顯示。每個從機發(fā)送數(shù)據(jù)都設有標志位，主機檢查標志位來確定是幾號機采集的數(shù)據(jù)，在顯示到對應的界面位置，比起地址的設定要簡單許多。

5 實驗應用

在試驗應用工程中，綜合應用成本比較低。在安裝過程中靈活方便，在一些已經建好的倉庫中，可以容易的克服環(huán)境對安裝帶來的阻礙，根據(jù)需要隨意安裝監(jiān)測點，并且不需要考慮電纜的排布等繁瑣事務，大大縮短了安裝周期，節(jié)約成本。還可以根據(jù)需要隨時增加或撤去監(jiān)測點，容易回收再利用。另外它可以根據(jù)需要在很短的時間內更新檢測的環(huán)境參數(shù)，根據(jù)管理倉庫的大小可以帶軟件中設定NRF的傳輸距離，相比人工檢測實時性能比較好。在日常檢修和維護方面也節(jié)省了許多成本，綜合以上優(yōu)點，在未來的發(fā)展中會有很好的前景。

6 結論

相比傳統(tǒng)的布線式溫度檢測數(shù)據(jù)傳輸，無線傳輸技術具有方便、靈活、綜合成本低等優(yōu)點。但也存在一些缺點。例保密性差，抗干擾性差，因此在不同的環(huán)境中要慎重考慮選用。

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