基于无线传感网络的军需仓库温湿度监测系统的研究

【摘要】 本设计以DHT11为温湿度数据采集传感器，通过单片机控制传感器采集库房温湿度数据，而后再经过ZigBee模块发送温湿度数据，从而达到对库房内温湿度状况进行实时监控的效果。

【关键词】 ZigBee 温湿度 协调器 监测

温湿度监测在军需仓库的控制中有重要的应用，一旦库房内温湿度超出存放物资温湿度临界点，将造成变质、发霉等化学现象，尤其夏天温度过高、湿度过低，将容易引发自然自爆等事故。显而易见，对军需仓库内部进行多点温湿度监测的重要性更加突出。本文提出一种基于无线传感网络的军需仓库温湿度监测系统。

图1 系统整体设计图

一、系统硬件设计

1.1 无线传输设计

ZigBee无线传输模块的内部核心板是基于CC2430为控制器，设计中为便于安装使用，把CC2430芯片和外围基本电路集成为一块单独的核心板，核心板上预留与ZigBee底板连接接口，使用时把核心板插在底板接口上即可，非常方便，与此同时，也可以一定程度减少无线收发天线的干扰。

1.2 传感器接口电路

ZigBee底板上要外接传感器测量模块，这个接口成为执行器电路。接口为CC2430与单片机温湿度采集模块的接口，也是CC2430与传感器测量模块之间的通信接口，可以接温湿度测量、光电强度检测、电机控制等模块，所有的接口都是通用的，非常方便使用，只需要将模块插在接口即可，内部的通信协议都是统一的，无需改变程序，移植性强。

1.3 电源切换电路

单片机底板有两个供电源，其中之一是锂电池，另外一个是外接电源接口。电源切换设计采用的是XC6206。该芯片由于具备高精度、低功耗的特点，在电压调整中被广泛应用，及时输出电流较大芯片电路的输入输出压差也能控制在误差范围之内。

二、 系统软件

单片机始终处在接收命令状态，当终端节点发送命令后，单片机进行响应，根据终端节点的命令进行响应的操作，完成操作后要求返回数据信息。

2.1单片机与终端节点的通信协议

为了方便各个模块之间通信，制定了统一的通信协议，单片机与终端节点之间的通信协议是为了单片机采集完数据后与CC2430之间通讯的方便。

（1）帧格式

CC2430给单片机

unsigned char Head //数据头 0xef

unsigned char SenseType //传感器类型

unsigned char Cmd //命令

unsigned char Tail //数据尾 0xfe

单片机给CC2430

unsigned char Head //数据头 0xef

unsigned char SenseType //传感器类型

unsigned int Data //数据；高字节在前

unsigned char Tail //数据尾 0xfe

（2）CC2430给单片机的命令（Cmd）和单片机给CC2430的数据（Data）

0x71 询问传感模块是否存在，丛机应答的数据为0xFF71

0x72 启动测量命令，暂无应答

0x73 采集测量结果，丛机返回测量结果

三、温湿度采集数据分析

将温湿度传感器采集模块和标准温湿度计放在相近的位置，通过计时观察温湿度计示数和系统界面显示的温湿度，观察并记录测试温湿度数据是否一致。以下是两者之间的示数对比：

表格 1-1温湿度差距对比

通过以上数据可得出：实际温湿度与系统采值之间有1摄氏度和1RH%的差距，分析原因可能是由于温湿度计和传感器之间的工艺差距或者是由于校准的数据不同造成的，不同的生产厂家和工艺都会对测试的数据产生一定的影响，但是影响不是很大，基本在允许范围内，基本符合使用要求。