基于ZigBee与温度传感器的室内采暖计费系统设计
来源： 作者： 发布时间：2016-08-04 15:20:17 浏览量：
3.1 温度采集节点软件设计
DS18B20工作流程图如图4所示，其主程序（仅测温）如下。
void main（）
{
……；
init（）；
while（1）
{
temp_tran（）；
value1=get_tmp_value（）；
temp1=abs（temp_value1）；
}
……；
}
另外，向DS18B20内写数据函数编辑如下（严格按照时序图进行编程）。
void write_byte（unsigned char dat）
{
……；
for（j=0；j<8；j++）
{
b=dat & 0x01；
dat>>=1；
if（b）
{
ds=0；
i++； i++；
ds=1； i=8；
while（i>0）
i--；
}
else
ds=0；i=8；
while（i>0）
i--；
ds=1；
i++； i++；
}
}
值得注意的是，在温度转换函数中，需要添加“跳过序列号”命令，即：
void temp_tran（）
{
……；
write_byte（0xcc）；
……；
}
本设计于每日5:00、13:00和21:00 3个时段进行温度采样，采用DS12CR887时钟芯片进行计时。参考该芯片的技术手册[15]，依据DS12CR887时钟芯片的时序图，可写出对应总线（选用intel总线）读数据与写数据的函数，如下所示。
void write_ds（uchar add，uchar dataa）//intel总线写数据
{
ds_cs=0；ds_as=1；
ds_ds=1；ds_rw=1；
P0=add；
ds_as=0；
ds_rw=0；P0=dataa；
ds_rw=1；
ds_as=1；ds_cs=1；
}
uchar read_ds（uchar add）
{
uchar ds_dataa；
ds_cs=0；ds_as=1；
ds_ds=1；ds_rw=1；
P0=add；ds_as=0；
ds_ds=0；
P0=0xff；
ds_dahttp://www.szmzhg.com/贴片绕线电感taa=P0；ds_ds=1；
ds_as=1；ds_cs=1；
return ds_dataa；
}
另外，该时钟芯片时、分、秒的读取函数分别为shi=read_ds（4）、fen=read_ds（2）和miao=read_ds（0）。
温度采集节点作为终端节点，通电后加入由协调器建立的ZigBee网络，其中协调器负责建立网络和接收终端节点加入。温度采集节点和网络协调器之间构成简单的星形网络（如图3所示），温度采集模块的工作流程如图5所示。
3.2 协调器设计
协调器的主要功能有：收集各个节点的温度数据，并将其通过串口传至上位机中进行数据处理；将上位机的监控需求传到协调器中，并通过ZigBee网络发送到终端节点上[16]，图6仅展示上述第一种功能的流程图。
接收系统接收到温度数据后，再通过RS-232串行通信接口与上位机相连，将接收的温度数据实时存储在上位机中并显示在上位机界面上，方便后期处理。上位机数据处理流程如图7所示。
4 系统测试
由于家用水暖系统有进出水管，为了测量温度差，将两个温度采集节点标号后分别贴附在进水管和出水管上，把每次测得的两组数据发送到上位机端，我国供暖时间（不计特殊情况）为11月15日至次年3月15日，供暖时间为120天，进水管和出水管的数据均为360个，结合供暖热量算法以及当地供暖收费标准，将这些数据在上位机中做最优计算，再根据每家每户的最终数据进行精确收费。
本设计采用串口调试助手V3.7.1进行系统测试，端口参数如下：比特率为9 600 b/s，数据位为8 bit、停止位为1 bit，校验位为NONE。为了验证该设计能否正常工作，搭建了如图8所示简易场景进行测试，从串口调试助手窗口中，可以看到两个节点的温度，如图9所示。
通过分析了ZigBee网络相关特性，以CC2530为核心、DS18B20为温度节点，设计实现了基于ZigBee协议的温度采集与传输，阐明了硬件框架设计以及ZigBee网络组建流程，完成了对多个不同位置的温度数据采集的设计要求。本系统具有通信可靠性高、结构简单及成本低的特点，通过实验验证，在此基础上经过系统后期完善与调试之后，便可投放给用户进行使用。
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