[发明专利]基于ZigBee的温度监测装置、系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种温度监测装置、系统及其实现方法，特别是涉及一种基于ZigBee的温度监测装置、系统及其实现方法。

背景技术

目前，市场上的温度监控方式，如供暖系统，基本上都是采用有线方式，即，使用导线连接的方式来传输测量数据。因采用有线连接方式，不仅布线繁琐，而且采样节点的选择会因距离、高度等因素大大受限，从而给采样节点的安装和维护带来很大不便，扩展性和可移植性均较差。尤其对于广阔空间环境中的温度采集，如果采用有线方式成本和功耗都比较高。

ZigBee作为一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低成本的无线网络技术，主要用于短距离的无线传输应用中，其不仅能有效解决有线连接方式的弊端，而与其他的无线传输模块相比较，又具有自身的许多技术优势，因此实有必要提出一种技术手段，利用ZigBee 无线通信技术对供暖系统信息进行监控，以有效解决有线网络硬件设施造价过高、结构复杂和现有无线网络通信不流畅数据易被干扰等难点，使供暖公司快捷掌握用户信息，为实现控制中心与网络终端之间的实时互动通信，建设低功耗 、低价位、高可靠性的智能化供暖系统提供可行性方案。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之主要目的在于提供一种基于ZigBee的温度采集装置、系统及其实现方法，其通过采用智能温度传感器，对温度信号进行实时采集、无线传输和显示，同时将包含温度传感器的温度采集装置分别定义为协调器节点、路由器节点和终端传感器节点，通过ZigBee协议栈完成组网功能，并将无线传送的温度数据进行联调，从而集中控制和管理各温度监测点，实现温度报警功能，完成对用户热能使用情况的实时监测。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于ZigBee的温度监测装置，包括：

温度采集电路，利用温度传感器采集所处区域的环境温度，并将采集获得的环境温度数据上传至射频模块；

射频模块，集射频收发及MCU控制功能于一体，接收该温度采集电路的环境温度数据，并通过ZigBee网络对环境温度数据进行无线收发；

显示模块，用于显示采集点的温度；

工作模式控制电路，用于设置组网时射频模块的工作模式；以及

电源模块，用于选择供电方式并给其他各模块供电。

进一步地，该温度检测装置还包括一存储模块，用于存放环境温度数据。

进一步地，该温度采集电路在温度高于高温上限和低于低温下限时可产生报警信息并将信息上传至射频模块。

进一步地，该温度采集电路包括一单总线采集模式的温度传感器和一上拉电阻，实现环境温度的采集。

进一步地，该射频模块至少包括ZigBee模块，集射频收发及MCU控制功能于一体，其外围元件包含两颗晶振及其它一些阻容器件，射频部分采用巴伦匹配和外置高增益SMA天线。

进一步地，该工作模式控制电路为五向按键控制电路，该五向按键控制电路由集成或门电路芯片、集成运放电路芯片、芯片典型电路所需的电阻电容和五向按键及其上拉电阻组成。

进一步地，该电源模块包括直流电源、USB接口电源、电池、供电方式选择电路以及电源稳压电路，通过该供电方式选择电路选择是由电池供电，还是由直流电源供电或USB接口供电，并通过由该电源稳压电路对所选择的电源进行稳压后进行相应输出。

进一步地，该供电方式选择电路利用一插座进行跳线选择，并通过一电源开关对直流电源、USB接口电源及电池进行供电方式选择。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于ZigBee的温度监测系统，包括协调器节点、路由器节点以及多个终端传感器节点，各节点均为通过ZigBee网络无线连接的温度监测装置，通过配置参数确定其不同的设备类型，其中，各终端传感器节点分布在各监测区域，用于采集各处的温度参数，该协调器节点作为网关，利用ZigBee网络根据ZigBee协议接收该路由器节点和终端传感器节点的绑定请求从而组建新的网络，该路由器节点起路由作用，接收各终端传感器节点的节点报告并将其发送至该协调器节点。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于ZigBee的温度监测系统的实现方法，包括如下步骤：

通过配置参数确定各温度监测装置的设备类型，配置设定好协调器节点、路由器节点以及终端传感器节点；

通过该协调器节点的工作模式控制模块控制协调器节点工作在网关模式，利用ZigBee网络根据ZigBee协议接收路由器节点和终端传感器节点的绑定请求从而组建新的网络；