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《基于ZigBee技術(shù)的糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、萬(wàn)方數(shù)據(jù)第25卷第9期2009年9月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)TransactionsoftheCSAE、，01．25No．9Sep．2009197基于ZigBee技術(shù)的糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)包長(zhǎng)春，李志紅，張立山，李國(guó)叻，倫翠芬，李艷萍，藺志鵬(河北科技師范學(xué)院機(jī)械電子系，秦皇島066004)摘要：針對(duì)大型糧庫(kù)設(shè)施糧食存儲(chǔ)環(huán)境相關(guān)參數(shù)監(jiān)測(cè)點(diǎn)分散的現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)出了一種層次型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中央監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。以承載ZigBee技術(shù)的CC2430芯片為無(wú)線節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)與信息處理核心，結(jié)合溫度、濕度傳感器模塊，構(gòu)成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)終端檢測(cè)子節(jié)點(diǎn)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境實(shí)時(shí)檢測(cè)
2、，并通過(guò)路由節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)上傳；路由節(jié)點(diǎn)模塊設(shè)計(jì)，采用無(wú)線或RS-485標(biāo)準(zhǔn)的方式與中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息通訊，使現(xiàn)場(chǎng)循環(huán)檢測(cè)數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)傳送給中央監(jiān)控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)深入糧倉(cāng)內(nèi)部的多點(diǎn)檢測(cè)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明，系統(tǒng)功能擴(kuò)展方便、布網(wǎng)靈活、施工成本低，為大型糧庫(kù)設(shè)施現(xiàn)代化管理奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：傳感器，監(jiān)測(cè)，單片機(jī)，糧庫(kù)，ZigBee技術(shù)doi：10．3969／j．issn．1002—6819．2009．09．035中圖分類號(hào)：TP274+．5，TP873+．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002—6819(2009)-9—0197—05包長(zhǎng)春，李志紅，張立山
3、，等．基qzZigBee技術(shù)的糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2009，25(9)：197--201．BaoChangchun,LiZhihong，ZhangLishan，cta1．DesignofmonitoringsystemforgraindepotbasedOnZigBeetechnology[J]．TransactionsoftheCSAE，2009，25(9)：197—201．(inChinesewithEn#ishabstract)0引言隨著糧食問(wèn)題在世界多個(gè)國(guó)家的突出顯現(xiàn)，糧食安全問(wèn)題受到了各國(guó)政府的高度重視。安全可靠
4、、管理高效的現(xiàn)代化大型糧庫(kù)設(shè)施，是保證各國(guó)及各地區(qū)糧食安全的重要基礎(chǔ)。中國(guó)政府一直非常重視糧食儲(chǔ)備，在多個(gè)地區(qū)擴(kuò)建、新建了大型的糧食儲(chǔ)備基地。受傳統(tǒng)觀念和技術(shù)上的制約，目前糧庫(kù)的糧食存儲(chǔ)環(huán)境的檢測(cè)主要有兩種方式：一種是手持式檢測(cè)儀裂11，采取人工定期檢測(cè)的方法，將傳感器探頭插入糧倉(cāng)內(nèi)部，即可顯示被測(cè)點(diǎn)的溫度和濕度等參數(shù)。這種方式難以實(shí)現(xiàn)大型糧倉(cāng)深入內(nèi)部的、多點(diǎn)全面檢測(cè)，工作量大、效率較低，使檢測(cè)難以實(shí)時(shí)、徹底地進(jìn)行，不能實(shí)現(xiàn)智能化檢測(cè)與報(bào)警。另一種是長(zhǎng)距離、多探頭檢測(cè)儀12J，采用有線的方式，將探頭固定在糧倉(cāng)內(nèi)部，利用單片機(jī)多機(jī)通訊的方式實(shí)
5、現(xiàn)有限的集中監(jiān)測(cè)，這種方式存在的主要問(wèn)題是旋工成本高、不易擴(kuò)展、維修困難等。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，因糧庫(kù)糧食存儲(chǔ)環(huán)境的調(diào)節(jié)不及時(shí)，國(guó)家每年損失糧食約500萬(wàn)t。ZigBee技術(shù)【剮是一種新興的短距離、低功耗、低速率、低成本、高容量的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，承載這種無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的CC2430高性能單片機(jī)【41，與現(xiàn)代傳感器模塊【5】相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)大型糧庫(kù)設(shè)施糧食存儲(chǔ)環(huán)境的智能化檢測(cè)，達(dá)到中央實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、報(bào)警，進(jìn)而自動(dòng)調(diào)節(jié)的目的。采用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的中央檢測(cè)與報(bào)警系統(tǒng)，重點(diǎn)解決溫度、濕度傳感器模塊與承載ZigBee技術(shù)的CC2430單片機(jī)的可靠組合，依照
6、通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)檢收稿日期：2008-09．30修訂日期：2009-07—22基金項(xiàng)目：河北省教育廳資助項(xiàng)目(2008446)作者簡(jiǎn)介：包長(zhǎng)春(1963一)，男，河北豐潤(rùn)人，教授，主要從事檢測(cè)與控制技術(shù)研究。秦皇島昌黎河北科技師范學(xué)院機(jī)械電子系，066604。Email：baochangehun@163．corn測(cè)信息的無(wú)線穩(wěn)定傳輸標(biāo)準(zhǔn)，替代傳統(tǒng)的糧食存儲(chǔ)環(huán)境的檢測(cè)方法，具有施工簡(jiǎn)單、檢測(cè)節(jié)點(diǎn)多、擴(kuò)展容易、維修方便的特點(diǎn)。通過(guò)開(kāi)發(fā)功能齊全的糧庫(kù)監(jiān)測(cè)軟、硬件系統(tǒng)，為大型糧庫(kù)設(shè)施提供現(xiàn)代化、智能化的科學(xué)、高效的管理手段。1糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)
7、計(jì)根據(jù)糧庫(kù)設(shè)施的布局特點(diǎn)，糧庫(kù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用樹(shù)狀結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)框圖如圖1所示。工控主機(jī)【6】是整個(gè)系統(tǒng)的中央監(jiān)控設(shè)備，負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通訊、數(shù)據(jù)分析處理和調(diào)節(jié)設(shè)備控制，通過(guò)豐富的顯示界面實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。工控主機(jī)通過(guò)RS一232接口【7】有線連接中心節(jié)點(diǎn)，所有節(jié)點(diǎn)均采用巨人TI公司推出的CC2430芯片——新一代承載ZigBee無(wú)線技術(shù)的單片機(jī)芯片，它是一款符合IEEE802．15．4標(biāo)準(zhǔn)【8l的SOCZigBee產(chǎn)品。中心節(jié)點(diǎn)【9】通過(guò)CC2430芯片集成的無(wú)線收發(fā)模塊，與結(jié)構(gòu)相近的路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線收發(fā)通訊。每個(gè)路由節(jié)點(diǎn)【9J可以根
8、據(jù)需要與一定數(shù)量的終端節(jié)點(diǎn)組成無(wú)線或有線監(jiān)測(cè)群。一個(gè)大型的糧庫(kù)設(shè)施，一般由不同類型的糧倉(cāng)群組成，不同糧倉(cāng)群之間或者糧倉(cāng)群與中央監(jiān)測(cè)室之間往往以一定距離相隔，采用有線的通訊方式更為
