一种Zigbee温湿度监测系统的制作方法

本实用新型涉及温湿度采集技术领域，尤其是一种Zigbee温湿度监测系统。

背景技术：

当前常用的温湿度监控系统是集合集中式计算机控制技术和现场总线技术的温湿度监控系统，但这种系统比较传统。在这种系统中，温湿度的状况需要上位机通过智能节点来进行检测，当监测的温湿度数据不符合要求时，上位机通过智能节点发出警报，同时驱动监控环境中的温湿度调节设备，进而对监控环境的温湿度进行调节。上位机将监控环境里的温湿度数据发送到相应的智能节点，从而可以实时监测并作出相应调整。这种系统的缺点是传输距离受到限制而且布线比较复杂，不能很好地解决温湿度监控系统中的许多实际问题。

技术实现要素：

本实用新型提供一种Zigbee温湿度监测系统，不用布线、便于安装，并且可直接查看数据。

本实用新型具体采用如下技术方案实现：

一种Zigbee温湿度监测系统，包括底板和核心板，所述底板通过Zigbee接口模块与所述核心板连接，所述底板包括温湿度采集模块、指示模块、串口通信模块、JTAG接口模块及电源模块，所述温湿度采集模块、指示模块、串口通信模块、JTAG接口模块及电源模块均与所述Zigbee接口模块连接，所述核心板包括Zigbee单片机模块、巴伦变换模块、阻抗匹配网络模块、滤波器模块及天线模块，所述Zigbee单片机模块与所述Zigbee接口模块连接，Zigbee单片机模块、巴伦变换模块、阻抗匹配网络模块、滤波器模块和天线模块依次连接。

作为优选，所述电源模块为太阳能电池板或5号电池搭配充电式纽扣电池。

作为优选，所述Zigbee单片机模块为32位Zigbee单片机STM32W108，所述温湿度测量模块为DHT11数字温湿度传感器，所述天线模块为2.4GHz迂回倒F天线。

作为优选，所述指示模块包括电源指示灯、串口收发指示灯、IO口驱动指示灯。

本实用新型提供的一种Zigbee温湿度监测系统，其有益效果在于：采用低功耗的Zigbee无线传感器技术，对周围环境的温湿度进行监控。其显著特点是低功耗与无线传输，避免了铺设线路的繁琐，并通过上位机软件实时监控周围环境的温湿度，具有极大的应用价值。

附图说明

图1是本实用新型Zigbee温湿度监测系统的原理框图；

图2为电源模块电路图

图3为核心板电路图；

图4为温湿度采集及显示电路图；

图5为JTAG模块电路图；

图6为串口通信模块电路图；

图7为Zigbee接口模块电路图。

具体实施方式

为进一步说明各实施例，本实用新型提供有附图。这些附图为本实用新型揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本实用新型的优点。图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。

现结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步说明。

如图1所示，本实施例提供的一种Zigbee温湿度监测系统，包括底板和核心板，底板通过Zigbee接口模块与核心板连接，底板包括温湿度采集模块、指示模块、串口通信模块、JTAG接口模块及电源模块，温湿度采集模块、指示模块、串口通信模块、JTAG接口模块及电源模块均与Zigbee接口模块连接，核心板包括Zigbee单片机模块、巴伦变换模块、阻抗匹配网络模块、滤波器模块及天线模块，Zigbee单片机模块与Zigbee接口模块连接，Zigbee单片机模块、巴伦变换模块、阻抗匹配网络模块、滤波器模块和天线模块依次连接。

本实施例中由于Zigbee的低功耗性能，电源模块采用太阳能电池板或四节五号电池与一枚纽扣电池搭配的方式，以提供应对不同场合的供电需求。纽扣电池属于备用电源，当主电源(太阳能电池板或四节5号电池)没电时进行应急供电，当太阳能电池或四节5号电池重新获得电能时对纽扣电池进行充电，具体电路图如图2所示。

Zigbee单片机模块为意法半导体的32位Zigbee单片机STM32W108，该单片机集成了32位Contex-M3微处理器、Flash闪存、RAM存储器而且还把符合IEEE802.15.4标准的2.4GHz收发器和基于Zigbee系统使用的许多通用外设都集合一起。本实施例中单片机的电路图如图3所述，图中中心的U3为STM32W108单片机，依次往左为巴伦变换模块、滤波模块、射频天线选择芯片、阻抗匹配模块和天线。本实施例中天线选用2.4GHz迂回倒F天线，相对其它的2.4GHz天线，该天线其体积最小，辐射效率较高等特点，特别适合天线所占空间有限的场合。

如图4所示，本实施例中温湿度采集模块采用DHT11，DHT11是一款含有已校准的数字温湿度传感器，输出数字信号。传感器与一个高性能的8位单片机连接，传感器中含一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件。因此该传感器具有性能高、反应快、抗干扰能力强等优点。另外，其体积小、功耗低，能传输信号的距离达20米以上，使其成为各类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。指示模块主要是用来指示电路的操作和工作状态是否正确，在本实施例中，指示模块主要包括电源指示灯、串口收发指示灯、IO口驱动指示灯，用于各种状态的显示。电路中，D1、D2为2个LED指示灯，分别连接到Zigbee接口模块的PC6、PB7引脚，Zigbee接口模块的线路图如图7所示。引脚输出低电平时，对应的LED点亮。D3、D4为串口收发指示灯，直接连接SP3232EEN的TXD、RXD管脚，在串口通信中有数据收发时LED会闪烁。D5为电源指示灯，有3.3V电源输入时点亮。

如图5所示，JTAG(Joint Test Action Group：联合测试行动小组)接口模块主要用于芯片内部测试和对芯片的在线编程。在现在流行的ARM芯片中主要使用JLink进行芯片程序的烧写及程序的调试。而JLink所使用的接口为JTAG接口。

如图6所示，本系统的串口通信模块采用RS-232串口，通过RS-232串口发送数据然后通过ZigBee单片机将数据通过空中发送出去，也可以将接受到的数据通过串口发送给上位机以供显示或决策。由于使用的PC机的串口是CMOS电平，最高为15V，为逻辑1，而单片机串口用的是TTL电平，最高位5V为逻辑1。此时需要将电平进行转换，SP3232EEN就是将接收到的CMOS电平转为TTL电平的芯片。

尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本实用新型，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本实用新型做出各种变化，均为本实用新型的保护范围。