CN203249698U - 基于zigbee网络的无线温度传感器 - Google Patents

Abstract

基于zigbee网络的无线温度传感器，包括电源模块、温度传感元件、zigbee芯片、第一晶体振荡器、第二晶体振荡器、收发网络和发射天线；电源模块分别与温度传感元件和zigbee芯片电连接，温度传感元件与zigbee芯片连接；zigbee芯片中包括相连的微控制器和zigbee射频电路与协议单元，微控制器与第一晶体振荡器相连，第二晶体振荡器、zigbee射频电路与协议单元、收发网络及发射天线依次连接。本实用新型具有近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的优点。

Description

基于zigbee网络的无线温度传感器

技术领域

本实用新型属于传感器技术领域，尤其涉及一种基于zigbee网络的无线温度传感器，可应用于超高压、高温、水流、化工等环境的温度测量。

背景技术

在工业、电力行业中，电气设备的正常运行保证了社会的正常运作以及人民的正常生活，因此电气设备的可靠性至关重要。温度是预防性维护中最重要的监控参数，温度的过高或过低均意味着故障产生的可能性，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。在高压、高温、河流、水库、化工等涉及危险的环境中尤其需要对环境的温度参数进行测量或监测，及时了解这些人员无法直接到达的环境状况，以保证生产安全运行。

在控制与监测系统中，从数据传输技术角度划分，可分为有线和无线两大类，传统的有线温度测量方式周期长、施工复杂，效率低，不便于管理，发生故障时要耗费大量的人力物力进行排查和重新铺设线缆，而且在特定场合，如监测点分散、环境封闭或有高电压的场所，很多有线测温方式无法实现测量工作。就监控系统的安全、投资、建设、维护等几方面而言，无线监控系统显然具有更大优势。随着科学技术的发展，数字化、智能化的无线传感器系统已成为发展趋势，如今无线传感技术与通信技术、计算机技术相互结合构成的智能传感技术，为传感监测技术的发展开辟了一个新的方向。但是，在某些特殊场合，如核电站、井下巷道、水下等环境，传统的无线温度传感器已不能满足需求，因此，开发高可靠性、环境适应性好、实时在线的无线温度传感器成为业内关注的热点。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低成本、可靠性高、环境适应性好的基于zigbee网络的无线温度传感装置。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

基于zigbee网络的无线温度传感器，包括电源模块、温度传感元件、zigbee芯片、第一晶体振荡器、第二晶体振荡器、收发网络和发射天线；电源模块分别与温度传感元件和zigbee芯片电连接，温度传感元件与zigbee芯片连接；zigbee芯片中包括相连的微控制器和zigbee射频电路与协议单元，微控制器与第一晶体振荡器相连，第二晶体振荡器、zigbee射频电路与协议单元、收发网络及发射天线依次连接。

本实用新型的温度传感元件与zigbee芯片通过串行通信接口连接。

由以上技术方案可知，本实用新型的基于zigbee网络的无线温度传感器，采用近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的zigbee双向无线通信技术，具有无需布线，人员不直接接触检测环境、传输网络协议完整、可快速布网等优点，克服了超高压、高温、水流、化工等危险环境的在线检测中不易靠近，不易接触的困难，保证了检测人员和检测设备的安全，而且对这些环境中设备的正常运行不产生影响。

附图说明

图1为本实用新型传感器的结构原理框图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的无线温度传感器包括电源模块1、温度传感元件2、zigbee芯片3、第一晶体振荡器4、第二晶体振荡器5、收发网络6和发射天线7。其中，第一晶体振荡器4、第二晶体振荡器5、收发网络6及发射天线7为zigbee芯片3的外围电路。电源模块1为传感器的各部件供电，电源模块1分别与温度传感元件2和zigbee芯片3电连接。

Zigbee芯片3将微处理器和射频收发电路集成在一个芯片内，本实用新型的zigbee芯片3的型号为CC2430，CC2430芯片具有尺寸小、重量轻，便于安装的特点。zigbee芯片3中包括相连的微控制器3-1和zigbee射频电路与协议单元3-2。其中，微控制器3-1与第一晶体振荡器4相连，构成本实用新型的控制电路A，控制电路A由微控制器3-1按设定的控制软件控制运行，用于进行温度数据的采集；第二晶体振荡器5、zigbee射频电路与协议单元3-2、收发网络6、发射天线7依次连接，构成本实用新型的射频收发电路B，用于进行数据及控制命令的收发，传输方式采用zigbee协议。温度传感元件2与zigbee芯片3之间通过串行通信接口连接，利用2.4GHz的zigbee ISM频段工作。

启动时，zigbee芯片3首先完成内部系统的初始化，包括通信协议的初始化、各端口初始化，确认温度传感元件2连接完好，微控制器3-1向温度传感元件2中发送读写命令，读取温度传感元件2的身份标志码，并将该身份标志码通过射频收发电路B传回监控管理中心，以示该终端（温度传感元件2）处于就绪状态，并准备随时接受监控管理中心的启动指令；启动后，温度传感元件2由微控制器3-1控制，温度传感器元件2的数据由微控制器3-1控制读入，微控制器3-1定期向温度传感元件2发送温度转换指令，温度传感元件2在完成温度转换后自动将温度值发回微控制器3-1，射频收发电路B将这些数据信号传回监控管理中心，监控管理中心的控制命令由射频收发电路B收发并送至微控制器3-1进行处理。

本实用新型的无线温度传感器是基于ZigBee网络的传感器，zigbee网络是基于IEEE802.15.4技术标准和ZigBee网络协议而设计的无线数据传输网络，其为中短距离、低速率无线传感器网络，具有射频传输成本低，各节点功耗小的优点，适于电池长期供电，而且可实现一点对多点、两点间对等通信、快速组网自动配置、自动恢复和高级电源管理，任意传感器之间可相互协调实现数据通信。本实用新型适用无线传感监控，工业监控、楼宇自动化、数据中心、制冷监控、设备监控、社区安防、环境数据检测、仓库货物监控、农业蔬菜大棚内数据监控，煤气抄表等领域。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (2)

1.基于zigbee网络的无线温度传感器，其特征在于：包括电源模块、温度传感元件、zigbee芯片、第一晶体振荡器、第二晶体振荡器、收发网络和发射天线；

所述电源模块分别与所述温度传感元件和所述zigbee芯片电连接，所述温度传感元件与所述zigbee芯片连接；

所述zigbee芯片中包括相连的微控制器和zigbee射频电路与协议单元，所述微控制器与所述第一晶体振荡器相连，所述第二晶体振荡器、zigbee射频电路与协议单元、收发网络及发射天线依次连接。

2.如权利要求1所述的基于zigbee网络的无线温度传感器，其特征在于：所述温度传感元件与zigbee芯片通过串行通信接口连接。