一种基于cc430的温度实时监测无线传感网系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无线传感网领域，具体涉及一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统。
【背景技术】
[0002]近年来，非接触温度监测作为一种预防火灾的重要手段，应用在人们生产生活的各个方面。例如煤矿采煤机械各个关键点和采煤工作面温度过高，可能引起煤的自燃或瓦斯燃烧而形成火灾，大型存储仓库内环境或局部物体温度过高会引发自燃导致火灾，给人们生产和生命安全带来无可挽回的损失。现有温度实时监测无线传感网系统，各节点功耗较高，续航能力较差，不能实时显示全局温度，造成监测人员对危险情况误判。所以，提供一种稳定的温度实时监测无线传感网系统，对于保障生产安全就显得尤为重要。
【发明内容】
[0003]本实用新型针对已有技术的不足，提供一种具有超低功耗，精确测量，快速响应，组网方便，采用RF射频技术传输的基于CC430的温度实时监测无线传感网系统。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型是采用如下技术方案:本实用新型是一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，它包括:温度采集模块、主节点处理模块、分节点处理模块和PC终端上位机软件。
[0005]所述温度采集模块包括红外线温度感应芯片，所述红外线温度感应芯片为一MLX90614型芯片，精度0.02°C，内部包含红外热电堆和DSP处理单元，通过EEPR0M设定温度范围，其RAM单元可以存储采集的环境和被测物体温度信号，通过数据线SDA和时钟线SCL与分节点处理模块相连，采用SMBUS通信协议传输采集的数字温度参数信号至分节点处理模块。
[0006]进一步的，所述分节点处理模块包括一 CC430F5137型单片机，所述CC430F5137单片机为TI公司16位RISC结构单片机，集MSP430系列单片机的低功耗性能和RF无线收发器功能于一体，所述分节点处理模块通过内部10 口与温度采集模块连接，分节点处理模块将温度参数处理之后，将分析结果通过内部RF无线模块传输到主节点处理模块。
[0007]进一步的，所述主节点处理模块包括一CC430F5137型单片机，所述主节点通过内部RF模块接收各分节点处理模块温度参数分析结果，并通过串口转USB线连接至PC终端，通过上位机软件实时显示各分节点温度数据。
[0008]进一步的，所述PC终端运行Windows7操作系统环境，所述上位机软件运用C#语言编写，可以将接收到的环境温度和物体温度实时显示，通过设置可以增加监测节点的数量。
[0009]与已有技术相比，本实用新型有益效果是:
[0010]本实用新型选用MLX90614红外测温芯片直接输出数字温度信号进行非接触测温，选用内置射频收发模块的CC430低功耗型单片机作为节点处理器芯片，运用C#语言编写的上位机程序实时显示所监测各个分节点温度值，由于采用上述方案，本实用新型将红外测温和RF无线传输技术结合为一体，使得整个系统无需布线且具有超低功耗，快速响应，精确测量，组网方便，操作简单的优点。
【附图说明】
[0011 ]附图1是本实用新型系统整体框图。
[0012]附图2是本实用新型温度采集模块电路图。
[0013]附图3是本实用新型节点处理芯片CC430F5137电气连接图。
[0014]附图4是本实用新型分节点处理模块与温度采集模块电气连接图。
[0015]附图5是本实用新型上位机软件框图。
[0016]附图中标号说明:R1?R2为第一至第二电阻，C1为电容，R3?R5为第三至第五电阻，C2?C30为第二至第三十电容，L1?L7为第一至第七电感，LED为发光二极管，K1为开关按钮，Η为蜂鸣器。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述:
[0018]参照附图1，本发明是一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，所述无线传感网系统是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成的网络，由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作的方式感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者。所述基于CC430的温度实时监测无线传感网系统包括温度采集模块、节点处理模块和PC终端。所述温度采集模块均包括一MLX90614芯片，所述节点处理模块均包括一内置射频RF模块的CC430F5137单片机，所述PC终端可以运行Windows 7环境下由C#语言编写的上位机监测程序。通过温度采集模块与分节点处理模块连接，将采集所述分节点的环境和关键点温度参数信号传输至所述分节点处理模块，由所述分节点处理模块处理后，通过所述分节点处理模块内置射频RF模块将处理后温度值发送至主节点处理模块，主节点处理模块通过串口转USB线传输至PC终端，通过上位机软件显示所述分节点环境温度和物体温度值，实现了温度数据的采集、处理和传输显示的功能。
[0019]所述节点处理模块和温度采集模块为整个系统的核心。参照附图2，所述温度采集模块内部包括一 MLX90614芯片，所述MLX90614芯片为四端口器件，内部集成热电堆和DSP处理单元，工作电压3.3V。所述端口 1为SCL端口，实现时钟信号的传输，所述端口2为SDA端口，实现温度数据的传输，所述端口 3为电源VDD端口，所述端口 4为接地VSS端口 ；所述SDA端口和SCL端口经上拉电阻R1、R2接电源VDD，所述VDD端口和VSS端口接C1电容。上电工作时，所述MLX90614芯片将输出数字温度电压信号。
[0020]所述节点处理芯片为一 CC430F5137单片机，所述CC430F5137单片机处理器为16位超低功耗Μ⑶，具有16KB闪存，2KB RAM和CC1101，供电电压1.8?3.6V，可以用两节七号电池供电；所述CC430F5137单片机处理器内置CC1101无线电收发器，参照附图3，无线模块由芯片的RF_r#PRF_P两个引脚接入，并根据射频发送的需要，接入一个26 MHz晶振，通过配置射频通信相关的寄存器，包括载波频率寄存器、数据速率寄存器、载波监听设置绝对阈值寄存器、射频发送和接收的数据包长度寄存器和地址检测开启寄存器，使能地址检测功能，使得每一个节点都有唯一的地址;在本发明中通过K1按钮可以开启分节点测温模块工作模式，此时LED闪烁，温度超过阈值可以通过蜂鸣器Η报警，检查人员可以迅速定位报警节点。通过设置无线发送功率改进射频发射函数，并根据发射距离远近去设置功率大小，以达到低功耗提高抗干扰能力的目的。
[0021 ]参考附图4，所述温度采集模块SCL端口和SDA端口分别与分节点处理模块Pl_2端口和Pl_3端口连接，所述U1、U2模块通过IIC协议进行通信。所述分节点处理模块和温度采集模块电气连接后，具有体积小，功耗低，无线传输抗干扰能力强的特点。例如，当需要监测矿井内某处环境温度或者采煤机械某个部位的温度时，通过合理布点，可以达到理想的效果Ο
[0022]参考附图5，PC终端上位机软件可以对单个分节点温度监测进行关断和开启，主节点处理器通过软件设置可以增加分节点数量，通过设置上位机软件上的设置按钮，将增加所述分节点处的环境温度和关键点温度显示在上位机程序上。
[0023]本实用新型中涉及的未说明部份与已有技术相同或采用已有技术加以实现。
【主权项】
1.一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，其特征在于，包括: 温度采集模块、分节点处理模块、主节点处理模块、PC终端上位机软件，其中: 所述温度采集模块通过端口 SDA和端口 SCL与分节点处理模块10 口 Pl_3和Pl_2相连，温度采集模块输出采集的数字温度参数至分节点处理模块； 所述分节点处理模块将输出温度值经无线RF射频模块传输至所述主节点处理模块，所述主节点处理模块将温度值传输至PC终端上位机程序显示； 所述PC终端上位机软件可以通过设置增加或减少分节点温度显示数量，具有实时监测的功能。2.根据权利要求1所述一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，其特征在于， 所述温度采集模块包括:MLX90614传感器、C1电容，R1?R2电阻，3.3V电压供电，其中:SDA端口和SCL端口经上拉电阻R1、R2接电源VDD，VDD端口和VSS端口接C1电容。3.根据权利要求1所述一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，其特征在于，所述主节点和分节点处理模块均包括一 CC430F5137芯片。4.根据权利要求1所述一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，其特征在于，所述PC终端上位机软件可以实时显示各节点温度值，通过设置上位机程序参数按钮可以开关分节点温度监测，可以增减监控节点数量。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于CC430的温度实时监测无线传感网系统，该系统可用于煤矿、大型仓库和生产线等需要温度实时监测场所，包括：温度采集模块、节点处理模块和PC终端。温度采集模块和分节点处理模块间采用IIC协议通信，主节点与分节点处理模块间采用CC430内置射频无线模块通信，所测数据最终传输至PC终端通过上位机软件实时显示，该系统具有超低功耗，快速响应，精确测量，组网方便，操作简单的优点。
【IPC分类】G01J5/00, G08C17/02
【公开号】CN205121872
【申请号】CN201520927651
【发明人】刘停, 杜雨馨, 刘欣
【申请人】中国矿业大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月20日