基于WiFi技術的溫度傳感器應用現狀及前景

王超 楊列坤

摘 ? 要：現代生活中，WiFi的應用越來越廣泛。人們日常生活中的電腦、手機、平板等終端設備幾乎已經離不開WiFi。不僅如此，在一些專業儀器的使用中，也開始與WiFi有著緊密的聯系，例如溫度傳感器。本文比較全面地介紹了基于WiFi技術的溫度傳感器，對其工作原理、應用現狀和前景展望三個方面做了具體解釋，特別介紹了其在動車組中的應用前景。

關鍵詞：WiFi 溫度傳感器 ?應用現狀 ?前景 ?動車組

中圖分類號：TP216 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2019）11（b）-0090-02

溫度傳感器的主要作用是監測并傳輸物體溫度數據，它可以保障物體或產品的質量，在節約能源和安全生產方面也起著重要作用。隨著科學技術的發展和要求，傳統的溫度傳感器逐漸暴露出缺陷，布線的復雜性、傳輸距離的局限性往往阻礙著溫度傳感器工作的順利進行。近些年，無線溫度傳感器開始走入人們視線，逐漸被大規模應用。

無線溫度傳感器改進了傳統溫度傳感器的不足，特別是基于WiFi技術的溫度傳感器（以下簡稱“WiFi溫度傳感器”）。無需布線，擁有小巧的體積和簡便的安裝過程，傳輸距離不再受限制，而且安全可靠，這些優點使得WiFi溫度傳感器迅速走紅。接下來，筆者將從三個方面介紹一下這種先進的、方便的溫度傳感器。

1 ?工作原理

1.1 硬件方面

WiFi溫度傳感器硬件方面主要有三大組成部分，通信傳輸模塊、實時發送功能和數字溫度傳感器。

眾所周知，WiFi的一大特點就是傳輸不受距離限制，在通信方面有著極大的優勢。溫度傳感器的主要作用就是監測溫度和傳輸溫度數據，利用WiFi技術來傳輸溫度數據至電腦或者手機終端，傳感器的工作效率會提升很多，操作員不必時刻盯著傳感器，只需在接收信息端接收信息即可，再根據溫度的變化對被監測的物體做出相應的操作[1]。

因為操作員不會隨時隨地守在WiFi溫度傳感器旁邊，所以想要了解被監測物體的溫度變化，實時發送功能便在其中起著舉足輕重的作用。在溫度傳感器中設置好間隔時間，操作員可以根據接收到的數據來做出相應調整，這樣就避免了人為主動查看傳感器的麻煩。如果在若干次發送時間內沒有接收到溫度數據，則表明系統出現問題。

由于傳播數據的限制，傳統的溫度傳感器不能很好完成所需，因此基于WiFi技術的溫度傳感器這個組合中最重要的硬件設施——溫度傳感器，一般使用的是數字型溫度傳感器。數字溫度傳感器可以直接讀取被監測物體的溫度數值，而且幾乎沒有局限性，體積小巧，便于使用。再通過WiFi傳播，終端可以及時接收到數據[2]。

1.2 軟件方面

除了硬件三大組成部分之外，WiFi溫度傳感器在軟件方面也有著嚴格要求，主要側重于編程、數據采集和安全性三大點。

WiFi溫度傳感器的系統使用的編程工具主要是C語言，這是一種比較常見的計算機編程，程序書寫靈活方便，設計比較自由，而且運算范圍廣泛。C語言編程使用在WiFi溫度傳感器中，使系統程序對函數庫的享用更加方便，還可以根據需求進行調整，用以應對緊急狀況的發生。

在數據采集方面，溫度傳感器需要經過一段時間的供電初始化，然后與WiFi通信傳輸模塊進行配置，配置成功之后才可以接收發送過來的溫度數據，之后再按照程序要求轉換格式發送給終端。

2 ?應用現狀

從20世紀90年代末開始，以美國為首的歐美國家已經開始致力研究無線溫度傳感器，這一時期的傳感器多應用于軍事領域。進入21世紀以來，歐美多所高校對溫度傳感器的數據傳輸、運行系統等進行了深入研究，并且取得了不錯的成果。之后，隨著各國之間科學技術的不斷交流，無線溫度傳感器開始在亞洲盛行起來。

在21世紀初，我們國家也開始了對這種無線溫度傳感器的研究。國內多所大學不僅建立起了相關的實驗室，更是開始著手研究涉及無線傳感器領域的相關項目，并且取得了一系列成果。可見，無線溫度傳感器是新興起來的技術，是一種必然趨勢。特別是WiFi溫度傳感器，更是給人們的生產和生活帶來了極大的改變[3]。

根據調查，目前WiFi溫度傳感器主要應用在環境保護、醫療護理、軍事防御等方面。

2.1 環境保護

隨著社會不斷進步和發展，人們對環境的要求越來越高，保護環境已經成了全世界最關注的話題之一。使用WiFi溫度傳感器，可以得知土壤、大氣、森林的溫度變化，也可以監測被污染區域的溫度變化，更能夠通過溫度數據得知動物的遷徙和生存習慣，或者植物生長環境的變化。這為環境研究做出了極其重要的貢獻。

2.2 醫療護理

WiFi溫度傳感器優于普通溫度傳感器的地方就是不用時刻人為蹲守，可以通過終端來了解被監測物體的溫度變化情況。這一點非常適用于醫療護理領域，可以利用WiFi溫度傳感器來時刻監測患者狀況，特別是在需要隔離的病房，可以減輕醫護人員的負擔，也可以減少出入病房的次數，避免帶來感染。這種溫度傳感器還可以進入日常生活領域，幫助老人或者殘障人士進行溫度監測，改善其家庭生活。

2.3 軍事防御

在軍事防御領域，可以利用WiFi溫度傳感器來監測戰場周圍溫度變化，以作出及時應對。另外，自2001年以來，“反恐”一直是各國比較重視的問題，有效的防御系統可以很好地阻止一場襲擊的發生。而在防御系統中，WiFi溫度傳感器也可以起到重要作用，比如監測周圍環境，收集數據信息等，以便應對突發事件。

當然，現代社會中WiFi溫度傳感器的應用領域不止上面這三種，其在食品安全、能源探索、工業制造、交通運行等方面也有著突出表現。

3 ?前景展望

目前，WiFi溫度傳感器正朝著更精準、更安全、多功能的方向發展，以科學技術為基礎，形成無線溫度傳感器網絡，使得溫度監測變得越來越簡便。越來越多的領域開始使用WiFi溫度傳感器，因此，其擁有巨大的市場前景，特別是在動車組中的應用。

隨著交通運輸方式的不斷改進，乘坐高鐵已經成了現代人出行的普遍選擇。速度提升的同時，動車組的安全性問題被越來越多的人們所重視。在高速運行時，列車的各項數據可以反映出安全問題，溫度監測也就成了個數據中的一個重點。在動車組中使用WiFi溫度傳感器來收集和傳輸溫度變化數據，能夠更好地監測動車組列車運行情況，以把握其安全性。

然而，WiFi溫度傳感器也存在著不足之處。WiFi的不穩定性有可能會成為溫度傳感器正常傳輸數據的一個變數。在未來的科技發展中，WiFi溫度傳感器還需要增大信號覆蓋范圍，節省能源，節約成本，才能走上被各領域普遍應用的道路。

4 ?結語

基于WiFi技術的溫度傳感器通過其硬件和軟件的綜合運行，能夠為人們的生活提供更多的便利。其應用范圍非常廣泛，不僅表現在環境、醫療、軍事等領域，對其他領域也有所涉獵。目前來說，基于WiFi技術的溫度傳感器十分有前景，能夠促進現代科技產品的發展，特別是其在動車組安全運行中，能夠起到監測作用。

參考文獻

[1] 郗艷華，焦振田，謝佳凱.基于無線WiFi的溫度監測控制系統設計術[J].自動化與儀器儀表，2015（3）：81-82，85.

[2] 王中奎，郝玉婷，孫焱，等.基于WiFi技術的溫度傳感器的設計與實現[J].電子世界，2014（10）：109.

[3] 韓瀟，徐曉輝，宋濤，等.基于WiFi的無線傳感器網絡安全性研究[J].中國農機化學報，2015（5）：231-233，254.