基于Zigbee的可移动温度采集系统

由于多数的医用血液、生物制剂和药品所含有的蛋白质不稳定性,使得生物药品易受环境温度变化的影响,导致药品、血液、疫苗变质,所以需要严格的温度控制。因此,对温度敏感性的产品必须在生产、贮藏、运输、销售,到消费前的各个环节中,始终处于温度的监控环境下,以保证物品质量,减少损耗。在运输、销售的各个环节中,这些产品往往会发生位置的移动,需要一个可以移动的无线温度传感系统来对产品的温度进行监控。 为此,本文设计了一个可以移动跟踪监测物体温度的系统,该系统的温度传感器模块可以在数据监控中心的网络覆盖范围内在线监控温度,也可以离开数据监控中心的网络覆盖范围去采集温度,待到进入数据控制中心的网络覆盖范围后,温度传感器模块可以把存储在FLASH芯片内的历史数据通过无线的方式上传至上位机,在监控界面对历史数据进行显示。 论文首先介绍了Zigbee技术研究内容以及无线传感器网络的研究现状。随后总结了Zigbee技术的优点,这些优点决定了Zigbee技术非常适合应用于监测系统。接下来对Z-Stack协议栈结构进行了分析,对Z-Stack中的网络地址分配算法,绑定过程,路由选择机制及路由维护,信道配置等功能的实现进行了深入的探讨。 接着介绍了系统的硬件设计和软件设计。首先从硬件方面论述了温度传感器模块、数据汇聚模块的系统构成。接着论述了系统的软件设计,主要对上位机用户监控界面的设计和温度传感器模块、数据汇聚模块的设计这三部分进行了介绍。数据汇聚模块实现组建网络、分配网络地址的功能,温度传感器模块实现加入网络、数据采集、数据存储、数据上传、通信、路由管理、数据加密等功能。 最后针对温度采集系统中安全问题进行了研究,并解决了控制传感器模块入网的问题。温度传感器模块必须工作在低功耗的模式下,通过计算温度传感器模块的功耗,得出了模块可以持续工作的天数,确保了系统能够长时间工作。