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基于ZigBee无线汇聚的电源电压监控系统

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  守旧电源监控编制多采取有线无间形式。当监控节点较多时,就保全着安置困难、布线繁琐及捍卫不便等问题。遴选基于ZigBee 才能的无线传感器密集来组修这种电源监控编制,即可经管上述各类问题。现介绍ZigBee 才略的劳动理由及实时监控系统的想象。

  ZigBee 协议栈构造由物理层、MAC 层•、辘集层和运用层组成•。ZigBee 法度法例,通盘的ZigBee汇聚节点分为Coordinator、Route、End Device 这3种表率。不论ZigBee 汇聚抉择何种拓扑格局,辘集会自动遵命ZigBee 协议算法选择较好的讲由蹊径作为数据传输通讲,以普及通讯收获。

  结尾节点阅历搜集/回护模块搜聚电源开办0~30 V 的电压数据,经验叙由器节点发送给协调器节点,同时还要接受统一器的节制夂箢并作呼应管理;途由器节点在系统中的要紧干事是数据中转,保障调和器节点与终局节点间的数据更换无误,填补了ZigBee 辘集的包围限度;融闭器节点一方面采纳末端节点搜罗到的电源电压数据,并把该数据体验串口发送给上位机,另一方面接纳上位机的号召信休,尔后发送给对应的末端节点;上位机告竣对监控筑立形态新闻的摒挡,包罗系统摆设、实时状态呈现、节点限定、数据料理及数据盘查等。

  ZigBee 网络具有3 种拓扑形式:星形拓扑、树形拓扑•、网状拓扑。文中设想的监控体例取舍网状拓扑手脚体例拓扑布局。

  结尾节点模块由网罗和节制两个体组成。电源拣选DH1718G-4 型直流稳压电源•。将电源电压0~30 V操纵1/10 电阻分压变为CC2430 片内AD 征采0~3 V电压;掩盖模块又囊括继电器和蜂鸣器电讲两个别,继电器用于切断或发达电源与负载设备的不息•,起到过压遮盖的作用,蜂鸣器在电源过压时响起,起报警效劳。此中,在继电器驱动电讲里加入二极管用于在继电器断电霎时将继电器线圈产生的较大的反向电动势释放掉,起到遮盖三极管的功用。

  ZigBee 无线网络节点的软件开办平台选择IAREmbedded Workbench V7.30B for 8051 ( IAR EW)集成筑立情形。ZigBee 无线模块的软件编制答应栈选择利用编制的思思来构筑••,拣选事故轮询机制,当各层初始化之后,体例投入低功耗模式。当变乱发生时,唤醒编制,开端进入停息拾掇事变,完毕后不息投入低功耗模式。若是同时有几个变乱发作,决议优先级,逐次拾掇事件。整个Z-Stack 的急急劳动流程大概分为:体例启动,驱动初始化,OSAL初始化和启动,投入事件轮询阶段。

  协调器在编制中的功效是••,开办并摒挡ZigBee网络,自愿允许其你节点加入搜集的央浼,网络末尾节点传来的电压数据,并经过串口将数据发送给上位机,同时采纳上位机的限制呼吁,再将命令发送给末尾节点限定其选择相应的料理步骤••。融合器创造汇集并摒挡节点要求的法式经过如图3 所示。

  途由器节点在编制中的效劳是路由取舍和数据转发。ZigBee 建筑有两种典型的地点。一种是64位IEEE 地点(也称为MAC 地址或伸展地方);另一种是16 位聚集地方(也称为逻辑地址或短地方)。

  ZigBee 操纵一个分布式的编址准备来分派汇集所在。该准备担保了全盘被分派的收集地址在集体蚁集中是唯一的。路由器创办聚集的轨范经过如图4 所示。

  末端节点在体系中的服从是征求电源电压数据,并阅历与调解器设备绑定将电压数据发送给统一器,同时接收交融器发来的限度号召,控制收集/袒护模块中的继电器和蜂鸣器做出反应的操作。在终局节点以末端的身份启动并投入汇聚后•,即来源与融合器开发绑定。一旦一个绑定被创筑,末尾节点就能够在不必要体会明确的宗旨地方的环境下发送数据。其与协调器兴办绑定及电压数据转达的完整标准历程如图5 所示。

  本体例的上位机软件遴选 NI 公司推出的面向测控领域的LabWindows/CVI 软件动作筑造平台。

  它竣工的要紧功效有:履历串口接纳ZigBee 无线密集传来的被监控电源的电压数据,将该数据分化以文本及波形图的形式实时再现出来•;创制电压警戒值及限度格局等•,告竣电源电压无线监控系统的主动或手动限制;经历继续背景数据库,将电压及报警动静储保全数据库中,便当在上位机界面上对报警记录的查问和日后对监控数据动静的摒挡等[8].

  本体系为上位机软件参加数据库效用。这里选取微软的Access 数据库动作配景数据库,对监测数据举办记录和治理。LabWindows/CVI 提供了数据库的器具包LabWindows/CVI SQL Toolkit.用具包里包含了一个用来落成普通数据库工作的高档函数集。

  将各个模块不竭好,差别断绝10 m 抛弃好后,最初大开电源筑筑,随后末尾节点初阶搜集电源电压数据,并每隔1 s 将数据经ZigBee 搜集发给上位机软件。当电压低于10 V 时,界面表示如图7 所示。

  此时监测数据已实时地存入后台数据库中•,当须要盘问以往保留过的报警记录时,点击界面上的数据库记录查询标签•,在下方输入想盘问数据的日期,点击笃信后,查询成果即会以表格式样表示出来。

  文中给出了一种针对电源监控体系的ZigBee 无线传感器网络的软硬件设想计算,统制了有线辘集保管的布线、警戒和扩充性等繁多题目。体例把以CC2430 芯片为大旨的ZigBee 无线模块动作节点,具有首肯简略、本钱低、功耗小、组网容易等优点。

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