基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

劉丹

近年來，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展引起了各國學(xué)者的關(guān)注，已成為高新技術(shù)領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。而溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被廣泛的應(yīng)用在我們的生產(chǎn)生活中，既改善了人們的生活質(zhì)量，也確保了生產(chǎn)工作的順利進(jìn)行，但以往的監(jiān)控系統(tǒng)，在構(gòu)成上非常復(fù)雜，所需成本較高，可靠性也不強(qiáng)。通過應(yīng)用最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可以設(shè)計(jì)開發(fā)出一種基于物聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它是借助于智能網(wǎng)絡(luò)與物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相連接，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)交互，不僅更加方便易操作，還具有一定的可擴(kuò)展性，在技術(shù)上有著極大的優(yōu)勢(shì)。

一、總體設(shè)計(jì)

在本文的設(shè)計(jì)中，選擇應(yīng)用ZigBee技術(shù)，將測(cè)溫與協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)高效的網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行通信，再利用移動(dòng)設(shè)備（比如智能手機(jī)、電腦等）連接網(wǎng)絡(luò)后對(duì)得到的溫度數(shù)值進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

該系統(tǒng)可分為三個(gè)部分：（一）溫度感知，主要用于對(duì)溫度的實(shí)時(shí)感知。（二）數(shù)據(jù)處理，主要用于對(duì)獲取數(shù)據(jù)的整理、分析。（三）數(shù)據(jù)接收，主要用于接收處理后的數(shù)據(jù)，并發(fā)送出去。具體來說，主要實(shí)現(xiàn)的是如下兩方面的功能：（一）對(duì)溫度數(shù)據(jù)的采集，通過測(cè)溫設(shè)備自動(dòng)探測(cè)到相應(yīng)環(huán)境內(nèi)的溫度變化情況，并利用無線網(wǎng)絡(luò)將獲取到的各方面數(shù)據(jù)發(fā)送給協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。（二）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能，該系統(tǒng)應(yīng)用的是B/S架構(gòu)，只需對(duì)目標(biāo)網(wǎng)頁進(jìn)行訪問，就可以實(shí)時(shí)的觀察到溫度數(shù)據(jù)。

二、硬件設(shè)計(jì)

本次的設(shè)計(jì)中，應(yīng)用的是ZigBee技術(shù)，不僅功耗較低，且運(yùn)行效率高。選用的溫度傳感器，體積非常小、準(zhǔn)確度高，且有著很強(qiáng)的抗干擾能力，可用在各種復(fù)雜環(huán)境下。同時(shí)，還實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化處理功能，可將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字化處理，這從根本上提升了系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。單片機(jī)，則具有功能上的可擴(kuò)展性，能與多個(gè)傳感器進(jìn)行連接，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)地點(diǎn)的同時(shí)監(jiān)控。在硬件設(shè)計(jì)上，也可分為兩大部分，具體來說：

（一）測(cè)溫節(jié)點(diǎn)。主要是由單片機(jī)與溫度傳感器組成，通過電池進(jìn)行供電，以保證系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。單片機(jī)利用相關(guān)協(xié)議對(duì)傳感器進(jìn)行有效的控制，并及時(shí)的獲取到探測(cè)范圍內(nèi)的溫度變化數(shù)據(jù)，接著再迅速的傳遞到協(xié)議節(jié)點(diǎn)。（二）協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)。它是由上位機(jī)直接進(jìn)行供電的，在這里將收到各個(gè)探測(cè)點(diǎn)傳送過來的數(shù)據(jù)信息，利用相關(guān)程序進(jìn)行處理、分析后，再將其傳送出去。

三、軟件設(shè)計(jì)

本設(shè)計(jì)中，采用的是星形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)編程。其中，協(xié)議器用于構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，并進(jìn)行維護(hù)工作，收到各地區(qū)傳輸過來的數(shù)據(jù)后再進(jìn)行處理。終端節(jié)點(diǎn)則需要加入到之前構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)中，并將得到的數(shù)據(jù)傳送到協(xié)調(diào)器上。協(xié)調(diào)器則將溫度信息及時(shí)的公布到網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

在協(xié)調(diào)器完成上電后，需要結(jié)合編譯過程中指定的命令，選取適用于當(dāng)前通信條件的網(wǎng)絡(luò)號(hào)、信道等來構(gòu)建所需的網(wǎng)絡(luò)。在終端節(jié)點(diǎn)上電后，先進(jìn)行的是初始化，之后則是對(duì)相應(yīng)編號(hào)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行搜尋，若存在則迅速加入其中，并開始按計(jì)劃收集溫度信息，并發(fā)送出去。顯示界面則是基于jsp技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，可對(duì)有關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，并定期刷新。

四、顯示界面

顯示界面，可分為以下兩部分：（1）顯示區(qū)域。為了便于管理，且顯示的更加直觀，主要展現(xiàn)了最關(guān)鍵的三項(xiàng)內(nèi)容，也就是傳感設(shè)備的編號(hào)、獲取數(shù)據(jù)的時(shí)間、溫度數(shù)值等。（2）設(shè)置區(qū)域。在這里，可對(duì)有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，主要包括串口號(hào)、波特率、高溫、低溫警告，其他可保持默認(rèn)不變。在這一部分，用戶能夠獲取到各個(gè)地區(qū)發(fā)回的數(shù)據(jù)信息，且可以利用警告的提示實(shí)施溫度保護(hù)。

五、結(jié)語

總的來說，將最新的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的遠(yuǎn)程溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的及時(shí)交互，不僅更加方便、易操作，還具有可擴(kuò)展性，可對(duì)周邊環(huán)境內(nèi)的溫度變化情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)。可通過多個(gè)終端設(shè)備來實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)區(qū)域的溫度控制，覆蓋的范圍很廣，且操作方便、功耗小、成本低，可以保持長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定運(yùn)行，可以說在我們的工業(yè)生產(chǎn)中有著極高的應(yīng)用價(jià)值。 （作者單位：云南掌登萬民文化發(fā)展有限公司）