温度传感器论文

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温度传感器论文范文第1篇

关键词：混浊度；电导；温度；APMS-KIT.exe软件

混浊度（turbidity）亦称不透明度，主要用于表示水或其他液体的不透明程度。当单色光通过含有悬浮粒子的液体时，悬浮粒子引起的光散射会使单色光的强度被衰减，其衰减量即可用来代表液体的混浊度。混浊度是个比值，其单位用NTU来表示。测量混浊度对于环境保护和日常生活具有重要意义。我国早在1986年就制定了《生活饮用水卫生标准》（GB5749－85），规定城市供水企业出厂饮用水的混浊度不得超过3NTU。2001年卫生部制定的《生活饮用水卫生规范》又做出了更严格的规定，要求饮用水的混浊度必须达到1NTU才符合要求。测量混浊度的方法是采用浊度仪（turbimeter），又称浊度计。传统浊度仪的测试性能比较差而且功能单一，无法满足现代测量的需要。近年来，从国外引进的在线浊度仪因价格昂贵也难以大量推广（例如意大利哈纳公司的产品售价就高达7万元～12万元人民币）。最近，美国霍尼韦尔（Honeywell）公司推出了APMS－10G型带微处理器和单线接口的智能化混浊度传感器，该传感器能同时测量液体的混浊度、电导和温度，可用来设计多参数在线检测系统，因而可广泛应用于水质净化，清洗设备及化工、食品、医疗卫生等部门中。

1APMS－10G的性能特点

APMS－10G内含混浊度传感器、电导传感器、温度传感器、A／D转换器、微处理器（μP）和单线I／O接口，能直接测量液体的混浊度、电导及温度并转换成数字输出。它是基于软件的虚拟传感器，需要使用Honeywell公司的专用软件来完成检测任务（不包括控制）。APMS－10G的混浊度测量结果实际上是散射光强与发射光强之比，其输出范围是0～4000NTU（对应的输出数据为0．03～10），响应时间为1．3s。测量电导的范围是0．0001mS～15mS（所对应的输出数据为4～255），mS表示毫西门子。由于电导与电阻呈倒数关系，故所对应的电阻值为10MΩ～1kΩ。测量电导的响应时间为0．85s。测量混浊度及电导的误差均为±3个字。测量温度范围是＋68°F～＋140°F（即＋20℃～＋60℃），重复性误差小于±4°F，响应时间为0．03s，达到稳定的时间为4min。

APMS－10G可通过9脚RS－232接口与计算机相连，计算机作为主机，传感器工作在从机模式。通信速率为2400b／s。

APMS－10G采用8V～30V直流电源供电，电源电流为16mA（典型值）。最大外形尺寸为φ39．4mm×60．7mm。

2APMS－10G的测量原理

APMS－10G的内部框图如图1所示，3个引出端分别为电源端（UCC）、地（GND）和单线输入／输出接口（I／O）。内部主要包括四部分：第一是混浊度传感器部分，包括红外LED驱动控制电路、红外光源、发射光探测器、散射光探测器和A／D转换器Ⅰ；第二是电导传感器部分，含镀镍不锈钢探针、电导测量电路和A／D转换器Ⅱ；第三部分和第四部分分别是热敏电阻温度传感器和微处理器（μP）部分。

2．1混浊度测量原理

测量混浊度的原理图如图2所示。测量时，将传感器的正面浸入被测液体，使液体进入凹槽中。然后采用波长为925nm的红外发光二极管（LED）做光源，并由红外LED驱动控制电路使之发射红外光，最后让红外光穿过液体射到散射光探测器上。由于散射光探测器与发射光探测器互相垂直，因此它只能接收被测液体中微小颗粒所散射来的光线。再把两路光电信号分别送至Δ－Σ式A／D转换器Ⅰ转换成数字量，最后通过μP计算出散射光强与发射光强的比值，即为被测混浊度。

在含有formazin（一种呈悬浮状态并具有光学特性的化学聚合物颗粒）的标准体试样中，实测APMS－10G的比率输出特性曲线如图3所示。测量应在室温下进行，以作为传感器的标定方法。

2．2电导测量

测量混浊度只能反映出液体中悬浮固体微粒的多少，导电性则取决于溶解于液体中离子数量的多少。例如当水中放入清洁剂时，其导电性将变好，电导值变大，因此测量出电导值即可判定液体的导电性。APMS－10G首先由两个镀镍不锈钢探针发出低压交流电压信号，然后通过检测液体中的电流信号来计算电导值，计算公式为：

G＝I／U

该电导信号经过Δ－Σ式A／D转换器Ⅱ转换成数字量后即可送给μP。电导传感器的输出特性曲线图4所示。

图3

2．3温度测量

APMS－10G采用一只热敏电阻来测量温度，温度脉冲信号被送到μP中，测温范围为＋68°F～＋140°F（对应值为＋20℃～＋60℃）。

2．4微处理器

APMS－10G中的微处理器主要用于将4路信号（发射信号、散射信号、电导信号和温度信号）转换成数字信号，并通过RS－232串行接口将数据传输给外部主控制器。该传感器没有模拟信号输出，必要时，用户可通过外部Δ－Σ式D／A转换器来获得传感器的模拟输出。

3APMS－KIT．exe软件及通信协议

Honywell公司专门为APMS－10G设计了一套APMS－KIT．exe软件，以作为传感器与计算机进行通信的载体，其主要任务是完成测量和进行数据处理，而控制系统软件则要由用户自行设计。其字符格式首先是起始位，然后是8个数据位（数据0～数据7），最后是停止位。传送一个字符需4．16ms。

表1传感器输入的信息格式

字符1字符2字符3

测量请求信息目标传感器代码校验和

混浊度5003AD

电导5000B0

温度5001AF

该传感器的信息格式有两种：一种是传感器输入信息，另一种是传感器输出信息。传感器输入的信息格式见表1所列。它只有3种有效的信息，字符1、字符2和字符3分别对应于信息目标、传感器代码和校验和。

4使用注意事项

APMS－10G通过9脚RS－232插座连到计算机，接线方式如图5所示。I／O端应接一只下拉电阻，以使总线上无信号时为0V。传感器的输出阻抗为440Ω～540Ω。RS－232接口是用＋5V代表逻辑1，用0V代表逻辑0的逻辑信号。

使用APMS－10G型混浊度传感器时，需要注意以下几点：

（1）该传感器未加反向电压保护措施，因此，电源电压反接可能损坏传感器。

图4

（2）传感器的背面没有密封，因此，应避免水或其它杂质进入传感器和连接器内部。进入传感器的水分在传感器的光学表面浓缩会改变混浊度读数。进水严重时会造成永久性损害。另外，如果没有对传感器的电气部分进行保护，就不要清洗或浸泡传感器。

（3）在使用过程中，传感器的光面应保持潮湿。

（4）该传感器内含光学敏感元件，因而应避免与未加静电放电（ESD）保护的终端相接触。

（5）需要注意的是，液体中的气泡也会产生光学散射效应，其作用效果与悬浮微粒相同。

该混浊度传感器对于气泡、泡沫和肥皂泡相当敏感，大泡沫会引起输出毛刺，使仪表严重跳数，即使小气泡，也容易造成读数误差，因此应确保传感器与外部环境的隔离，并不被泡沫影响，以免得到错误的混浊度读数。清洗带该传感器的装置时，必须小心地放置传感器，必要时可增加泡沫分离器。另一种方法是将搅动系统关闭一段时间，使泡沫上升到传感器上面。

实际上，这种传感器对于泡沫的敏感性也具有特殊用途。一种应用是测量流量，泡沫的存在就是一种很好的指示器，它能指示液体流动，因此，可省去流量表或者压力传感器。

（6）由于大量污物和外部物体能阻塞光线路径，从而影响混浊度的测量，因此传感器不要放在有沉淀物的地方。

温度传感器论文范文第2篇

关键词：STC89C51，多点温度测量，DS18B20

 

一、引言

在工农业生产和科学研究中，温度的测量和控制有着非常重要的作用和广泛的应用。目前国内外新型的温度传感器正向数字化、智能化、网络化的方向迅速发展。多路温度检测方法有很多，传统方法多以热敏电阻和热电偶等元件，但都存在可靠性差、精度低、接线复杂的缺点。，STC89C51。

本文提出利用美国Dallas公司生产的DS18B20数字温度传感器和STC89C51单片机构成的多路测温系统，采用单总线的接线方式，单根总线可以挂接多个传感器，该系统接线简便，体积小，非常适合用于工农业生产及科研中。

二、DS18B20简介

美国Dallas公司生产的 DS18B20可组网数字温度传感器芯片，具有耐磨耐碰，体积小，使用方便，封装形式多样，适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域。

DS18B20测量温度范围为-55℃至+125℃,-10℃至+85℃范围内精度为±0.5℃。DS18B20包含一个独特的序号，多个DS18B20可以同时存在于一条总线。，STC89C51。，STC89C51。这使得只利用单片机的一个I/O端口就可以读取多个温度传感器的测量数据，从而完成多点温度的测量。

三、多点温度测量系统设计

1、硬件设计

本设计中以STC89C51单片机为核心控制元件，以DS18B20为温度传感器组成多点温度测量系统，系统硬件电路图如图1所示。

图1 多点温度测量系统硬件电路图

2、软件设计

每一片DSl8B20在其 ROM 中都存有其唯一的48位序列号，在出厂前已写入片内 ROM中，主机在进入操作程序前必须逐一接入DSl8B20用读 ROM(33H)命令将该DS18B20的序列号读出并进行匹配。，STC89C51。

当主机需要对在同一总线的多个DSl8B20的某一个进行操作时，首先要发出匹配 ROM 命令(55H)， 紧接着主机提供 64 位序列(包括该DSl8B20 的 48 位序列号) ，之后对每个DS18B20进行读取温度操作，把所读取的温度显示在液晶屏上。，STC89C51。让用户能实时、方便的观看每个点的温度。其软件流程图以及部分程序如下图所示。，STC89C51。

⑴软件流程设计

温度传感器论文范文第3篇

【关键词】电控柴油机 高压共轨 功率不足故障诊断与排除

中图分类号：TD327.3 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―367―01

一、高压共轨系统的特点

高压共轨柴油直喷技术是指在高压油泵、压力传感器和电子控制单元（ECU）等组成的闭环系统中，由高压油泵将高压燃油输送到公共供油管，通过对公共供油管内的油压精确控制，由电脑控制喷油器实现对喷油量和喷油正时准确控制。由于其将喷射压力的产生和喷射过程彼此完全分开，通过对共轨管内的油压实现精确控制，使高压油管压力大小与发动机的转速基本无关。高压机共轨柴油直喷技术是一种全新的技术，因为它集成了计算机控制技术、现代传感检测技术以及先进的喷油结构于一身。它不仅能达到较高的喷射压力、实现喷射压力和喷油量的控制，而且能实现预喷射和后喷，从而优化喷油特性形状，降低柴油机噪声和大大减少废气的排放量。该技术的主要特点是：

1.采用先进的电子控制装置及配有高速电磁开关阀，使得喷油过程的控制十分方便，并且可控参数多，益于柴油机燃烧过程的全程优化；

2.采用共轨方式供油，喷油系统压力波动小，各喷油嘴间相互影响小，喷射压力控制精度较高，喷油量控制较准确；

3.高速电磁开关阀频响高，控制灵活，使得喷油系统的喷射压力可调范围大，并且能方便地实现预喷射、后喷等功能，为优化柴油机喷油规律、改善其性能和降低废气排放提供了有效手段；

4.系统结构移植方便，适应范围宽，不像其它的几种电控喷油系统，对柴油机的结构形式有专门要求；尤其是高压共轨系统，均能与目前的小型、中型及重型柴油机很好匹配。

高压共轨柴油直喷技术现在得到广泛的应用。目前世界上主要有日本电装、德国Bosch和美国福特三大公司在研发和生产柴油机高压共轨系统，主要其中Bosch高压共轨技术在我国使用普遍。

二、Bosch高压共轨柴油机功率不足故障诊断与排除

电控柴油机功率不足故障比较常见，但是故障原因复杂，机型不同、电控系统不同，故障原因有所差异，应结合具体机型，参考相关技术资料，下面以Bosch共轨，分析故障原因及故障诊断和排除。

1.热保护引起功率不足

电控柴油机热保护现普遍采用，当温度值超过设定的阈值，ECU会控制喷油器减少喷油量，使发动机输出扭矩减少，功率下降。

（1）故障原因

①冷却液温度过高；

②进气温度过高；

③燃油温度过高；

④冷却液温度传感器线路故障（如断路）；

⑤进气温度传感器线路故障（如断路）；

⑥燃油温度传感器线路故障（如断路）。

（2）故障诊断与排除

①检查发动机冷却系；

②检查发动机气路；

③检查燃油系统；

④检查进气温度传感器本身或信号线路是否损坏；

⑤检查水温传感器本身或信号线路是否损坏；

⑥检查燃油温度传感器本身或信号线路是否损坏。

上述温度值可用诊断仪读取数据流获得，断路故障可用万用表测量。

2.电控柴油机进入失效保护模式

（1）故障原因

①轨压传感器损坏或线路故障；

②燃油计量阀驱动故障，阀损坏或线路故障；

③诊断仪显示油门无法达到全开等；

④高原修正导致；

⑤油轨压力传感器信号漂移；

⑥高压油泵闭环控制类故障；

⑦增压压力传感器损坏或线路故障。

⑧诊断仪显示凸轮信号丢失（仅靠曲轴信号运行，对启动时间的影响不明显）；

⑨诊断仪显示曲轴信号丢失（仅靠凸轮信号运行，启动时间较长）。

（2）故障诊断与排除

对于轨压传感器或燃油计量阀故障：①诊断仪显示轨压位于700—760bar左右，随转速升高而升高，则可能燃油计量阀/驱动线路损坏；③诊断仪显示轨压固定于720bar，可能为轨压传感器或线路损坏。③发动机最高转速被限制在1700—1800r/pm左右（机型不同，有所差异）；④回油管温度明显升高。⑤油轨压力信号漂移，检查物理特性，更换共轨管；⑥高压油泵闭环控制类故障，首先检查高压油路是否异常，否则更换高压泵。⑦检查凸轮传感器信号线路、检查凸轮传感器是否损坏、检查凸轮信号盘是否有损坏或脏污附着；⑧检查曲轴传感器信号线路、检查曲轴传感器是否损坏、检查曲轴信号盘是否有损坏或脏污附着。

3.机械系统原因

（1）故障原因

①进排气路阻塞，冒烟限制起作用；

②增压后管路泄漏，冒烟限制起作用；

③油路阻塞或泄漏；

④增压器损坏（例如旁通阀常开）；

⑤低压油路：有空气或压力不足；

⑥ 进排气门调整错误；

⑦喷油器雾化不良，卡滞等；

⑧机械阻力过大；

⑨其他机械原因。

（2）故障诊断与排除

①检查高压/低压燃油管路；

②检查进排气系统；

温度传感器论文范文第4篇

关键词：温度传感器，湿度传感器，GSM，远程监测

 

1、引言

高级别的质量检测需要在高质量的环境中进行。温度和湿度是环境的重要参数，对温湿度的监测是实现优质环境的重要手段。为了避免人为干扰环境和提高效率，远程监测是一种有效的方法。目前的远程监测系统大多采用以太网络、无线数据传输模块或zigbee无线网络传输数据[ 1-6]。但是，以太网是有线传输，需布线，受地理环境影响较大；无线数据传输模块的传输误码率高，可靠性差；zigbee是专用协议无线网络，成本高，开发难，而且覆盖范围有限。本文提出一种基于GSM的温湿度远程监测系统，具有传输误码率低、成本低及覆盖范围广等优点，并且可与监测人员的手机绑定，实现随时、随地，移动监测。

2、传感器的数学模型

2.1 半导体温度传感器原理

根据PN结理论，在一定的电流模式下，PN结的正向电压与温度具有很好的线性关系。对于理想二极管，只要正向电压VF大于几个KT/q，其正向电流IF与正向电压VF和温度T之间的关系可表示为

(1)

式中IS 为二极管反向饱和电流， K 为波尔兹曼常数（1.38×10-23J/K），T 为绝对温度（K）， q为电子电荷（1.602×10-19库仑），

整理后，得

(2)

如前所述，晶体管的基极一发射极电压在其集电极电流恒定条件下，可以认为与温度呈线性关系[7]。

2.2 阻抗型高分子湿度传感器原理

阻抗型高分子湿度传感器的感湿原理如下：高分子湿敏膜吸湿后，在水分子作用下，离子相互作用减弱，迁移速度增加；同时吸附的水分子使解离的离子增多，膜电阻随湿度增加而降低，由电阻变化可测知环境湿度。阻抗型高分子湿度传感器复阻抗与空气相对湿度、材料配方和电极结构都有关系： 与我有关系

(3)

其中m为叉指对数，b为单个叉指长度，n为电化学反应电子转移数，f为法拉第常数，c*为氧化剂浓度，D为扩散系数[8]。

但由于传感器的材料配方、电极结构等方面的不同，导致各种不同的阻抗型高分子湿度传感器的特性曲线有较大差别，不能用统一的曲线来概括。

3、远程监测系统

本系统采用先进的GSM无线通信技术、配合以嵌入式解决方案和数据采集等先进技术，构建了一种基于GSM的温湿度远程监测系统。

3.1 系统组成及功能

系统分为监测中心站和远程监测终端两个部分:监测中心站主要有PC主机、GSM通信模块TC35i组成（或用户手机）；远程监测终端主要是由LPC2148ARM内核控制器、GSM通信模块TC35i、信号调理电路、人机接口和通信接口电路组成。监测中心站通过GSM网络与监测终端进行无线远程通信,实现了基于GSM的远程监测。系统结构图如图1所示。

图1 远程监控系统框图

系统实现的功能主要包括数据采集、数据传送、报警、实时控制和数据处理。远程监测终端主要负责采集温度、湿度、2项数据，根据监测中心的命令进行实时上传数据。中心对收到的采集数据进行处理，报警，实现实时监控。

3.2 温度检测电路

本系统采用AD公司生产的单片半导体集成模拟型温度传感器AD590。它具有线性度高、精度高、体积小、响应快、价格低等优点,测温范围为-55~+150℃。具有良好的互换性,非线性误差为±0.3℃。此外,AD590的抗干扰能力强,信号的传输距离可达100 m以上[9]。

流过器件AD590的电流(μA)等于器件所处环境的热力学温度(开尔文)度数：

(4)

式中，—流过器件(AD590)的电流，单位K

AD590的灵敏度为1μA/K,0℃时输出273μA电流,每上升1℃输出电流增加1μA ,每下降1℃输出电流减小1μA。AD590基本测温电路如图2所示。

图2 温度检测电路

3.3 湿度监测电路

系统采用CHR-01型阻抗型高分子湿度传感器，其复阻抗与空气相对湿度成指数关系。其基本特性为：工作电压1V AC（50Hz ～ 2 K Hz），检测范围20%～ 90% RH，检测精度±5%，工作温度范围0℃～＋85℃，特征阻抗范围21 ～ 40.5KΩ。湿度传感器阻抗变化与温度有关，其关系见规格书中湿度阻抗特性数据表，通常先检测温度，然后按阻抗查表获得湿度值。由于直流电压可使水分子电离，加速老化，所以采用交流电压测试其阻抗[10]。

将CHR-01与555构成多谐振荡器，通过检测频率，进而获得阻抗。湿度检测电路如图3所示。

图3 湿度检测电路

低电平表达式：

高电平表达式：

输出频率表达式：

(5)

利用单片机的定时器/计数器进行频率测量，假设计时时间为T(s)，此期间计数值为N，则被测频率f=N/T

则CHR-01的阻抗为

(6)

其中R1与C的选择很关键，电容C要选择高精度电容，一是保证其充放电的能力，二是为了其电容值精确，更方便计算湿敏电阻的返回值。

3.4 GSM模块

本系统采用西门子公司工业级GSM模块TC35i进行远程数据传输。TC35i支持中英文短消息，自带异步串行通信接口，方便与PC机和单片机接口，可传输语音和数据信号，通过AT命令可实现双向传输指令和数据，波特率可达300b/s。它支持Text和PDU格式的SMS(Short MessageService，短消息)，电源范围为直流3.3～4.8V，电流消耗为空闲状态为25mA，发射状态平均为300mA。

3.5 微控制器LPC2148

现场监测站采用了PHILIPS公司基于ARM7 TDMI-S 内核的微控制器LPC2148作为主控制器，完成现场监测站的全局控制。论文参考网。LPC2148内嵌32KB 的片内静态RAM 和512 KB 的片内Flash 存储器，片内集ADC、DAC 转换器，实时时钟RTC，2 UART ,及USB2.0等多种接口。具有JTAG调试接口、方便在线调试，而且应用电路相对简单，开发和生产的成本低。芯片可以实现最高60 MHz 的工作频率，能够满足嵌入式系统μC/OS-II 及人性化的人机界面的要求。大容量的内存，方便了收发短消息时的数据缓冲。

4、系统的软件设计

系统采用GSM无线通信模块TC35i实现远程数据通信，TC35i通过AT命令来进行控制，采用短消息方式进行数据传输。系统软件包括现场监测站软件和监测中心站软件两部分。现场监测站软件主要完成短消息收发、PDU数据协议分析、A/D转换、串口通信及人机接口的功能，其中重点是短消息收发和PDU数据协议分析，这是解决现场监测站与监测中心站之间远程无线通信的关键。论文参考网。监测中心站的短消息收发及PDU数据协议分析与现场监测站软件流程基本相同，不再赘述。

4.1 发送短消息

发送短消息的过程:首先将短消息中心号码、对方号码、短消息内容编码成PDU格式;然后计算出短消息的长度,发送AT+CMGS=〈lenghth〉〈CR〉,〈CR〉代表回车即ASCⅡ码0x0D。等待TC35i模块返回ASCⅡ字符“〉”,则可以将PDU数据输入,PDU数据以〈Z〉作为结束符。短消息发送结束后模块返回〈CRLF〉OK〈CRLF〉。发送短消息流程图如图4所示。

图4 发送短消息流程图

4.2 接收短消息

接收短消息使用定时器进行周期性串口查询的方式。短消息到达后,计算机可以接收到指令〈CRLF〉+CMTI:“SM”,INDEX(短消息存储位置)〈CRLF〉。读取PDU数据的AT命令为AT+CMGR=INDEX〈CRLF〉,执行此命令后模块返回刚刚收到的PDU格式的短消息内容。收到PDU格式的短消息后,将这个短消息进行解码,解码出短消息发送方的手机号码、短消息发送时间、发送的短消息内容。接收短消息流程图如图5所示。论文参考网。

图5 接收短消息流程图

6、结论

为了实现质检所需的优质环境，本文研究一种基于GSM的温湿度远程监测系统。设计了以LPC2148为核心的现场监测终端系统，实现温湿度的采集，短消息收发及人机接口等功能，并通过GSM模块TC35i与监测中心站通信，接受指令并实时上传信息，实现了监测中心对现场温湿度的远程监测。实验表明，本系统传输误码率低，通信可靠，具有很好市场前景，也为高效率远程监测系统的实现提供了一种新方法。

参考文献：

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温度传感器论文范文第5篇

关键词：ZigBee 状态监测 LabVIEW

中图分类号：TM315 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0145-02

ZigBee技术是ZigBee联盟开发的短距离、低功耗、低成本[1]、低复杂度的网络技术，它是基于IEEE　802.15.4标准的有关自组织组网、安全性能以及应用方面的技术。ZigBee技术的这些优良特性，决定了ZigBee技术符合短距离无线传感网络的要求，并且与其它几种无线技术相比，ZigBee技术具有显著的优势。ZigBee技术可以在局部范围对监测的对象进行多点同时监测，并且其成本不会随着监测点数的增加而大幅增长[2]。基于ZigBee技术的优良特性，运用ZigBee技术组建无线传感网络对机电设备进行状态监测是十分经济和有效的[2]。

1、系统总体方案

ZigBee网络中有3中逻辑设备节点，分别是：协调器节点（Coordinator），路由器节点（Router），终端设备节点（End-device）　[3]。协调器节点是整个ZigBee网络的核心，主要作用是启动网络配置网络，当ZigBee网络启动配置完成之后，协调器节点就自动变成一个路由器节点；路由器节点主要起到接力的作用[4]，可以扩大信号的传输范围，路由器节点应该一直处于活动状态；终端设备节点主要作用是执行命令或者采集数据，终端设备节点可以处于休眠状态或者被唤醒，因此可用电池供电。

本系统ZigBee选择TI公司生产ZigBee最新一代片上系统（SOC）芯片[5]CC2530传感器采用常用的数字温度传感器DS18B20，加速度传感器选用TI公司生产的3轴加速度传感器ADXL345，系统的主要分为无线传感网络硬件设计，无线传感网络软件设计，上位机监测中心设计。系统总体框图如图1所示。

2、网络节点硬件设计

系统网络节点的硬件部分主要由处理器模块、电源模块、无线通信模块、传感器模块、其他模块以及电路组成。如图2所示。

数据采集模块亦即传感器模块，采集分为DS18B20温度传感器和ADXL345三轴加速度传感器，传感器将采集到的温度和加速度值，传至处理器模块。

处理器模块亦即ZigBee模块，本系统使用的处理器是TI公司的CC2530，负责整个网络节点的数据采集，数据处理，任务管理，功耗管理等。最主要的功能是实现两个无线通信设备之间通信安全与可靠通信协议。

无线通信模块的主要功能是在协议栈中进行信息的传递以及通信设备之间进行数据的收发。

电源模块针对不同的节点提供不同的供电方式。本系统中针对路由器节点和终端设备节点采用电池供电，针对协调器节点采用直流电源供电。

为保证网络节点的通信质量，同时也兼顾经济性，还要选择合适的天线模块。

3、网络节点软件设计

3.1　协调器节点软件设计

本系统的协调器节点的主要功能是读取传感器节点无线发送的数据并且打包通过串口传送至上位机软件中，其软件流程图如图3所示，协调器节点上电之后，首先进行软件以及硬件相关的初始化工作然后建立一个网络并且监听这个网络是否有信号传入，如果没有信号就一直监听网络，如果有传感器节点申请加入网络的信号就给该传感器节点分配网络地址，允许其加入网络，如果传感器节点加入网络之后有数据传至协调器节点就读取数据，等待所有传感器节点都有一次采集数据传至协调器节点之后就将数据读取并且打包传送至上位机监测中心进行进一步操作。

3.2　终端设备节点软件设计

本系统的终端设备节点的主要功能是采集温度传感器DS18B20的温度值和加速度传感器ADXL345的三轴加速度值，并且把数据通过无线的方式发送给协调器节点，其软件流程图如图4所示。

4、上位机监测中心设计

本系统上位机监测中心采用LabVIEW软件编写[6]，对数据进行处理、实时显示、存入数据库。程序采用模块化编程的思想，总体框图如图5所示，在监测中心后台，运行着数据接收模块、数据显示模块、数据处理模块、数据库模块。

图5　上位机监测中心总体框图

各个模块的主要功能如下：

（1）用户登录模块设置用户访问权限，需要用户输入正确的用户名和密码才可以正确登录。

（2）数据接收模块通过串口接收协调器节点发送的打包数据发送的数据。

（3）数据处理模块将接收到得温度以及加速度数据按照数据手册定义的数据格式转换成正确的十进制数据。

（4）数据显示模块用于实时显示温度以及X轴，Y轴，Z轴三维加速度值。

（5）数据库模块将正确的数据存入建立好的access数据库，合成SQL语言，可以实现采集数据实时存入数据库。

系统运行如图6所示，将温度传感器靠近热源则温度升高，离开热源则温度回复，将加速度传感器连接振源，则出现波动。（如图6）

5、结语

本文设计开发基于ZigBee技术的温度和加速度信号状态监测系统，采用ZigBee技术，软件LabVIEW软件编写上位机软件，实现了系统的要求，能够对设备的温度，以及加速度的参数进行采集，处理，以及显示，可以实现相关功能。

参考文献

[1]唐新安.600KW风力发电机组故障诊断.新疆：新疆大学硕士学位论文，2006：30-31.

[2]赵盈洁.风力发电机组齿轮箱的维护与检测[J].动力与电气工程，2012，10：129～130.

[3]莫才颂.齿轮箱轴瓦温度高故障分析与处理[J].茂名学院学报，2009，6：38～41.

[4]风电机组齿轮箱温度趋势状态监测及分析方法[J].中国电机工程学报，2011，11：129～136.