家用水暖設備溫度無線監測系統研究

許青　周文武

摘要：為解決家用水暖設備溫度變化監測問題，通過ZigBee技術的應用，對家用水暖設備溫度無線監測系統進行研究，提高家用水暖設備溫度變化的監測分析水平。因此，結合家用水暖設備的溫度監測需求，對家用水暖設備溫度無線監測系統的節點通信、溫度數據采集等功能進行分析，旨在實現家用水暖設備溫度無線監測系統的應用水平提升。

關鍵詞：家用水暖設備;溫度無線監測系統;功能分析

引言：傳統水暖設備需要用戶結合自身的感受估算溫度變化情況，這對用戶使用體驗會產生一定的影響。因此，研究家用水暖設備溫度無線監測系統的搭建，通過對出水位置以及各個區域安裝溫度采集節點來測量溫度，并通過無線傳輸的方式，將信息數據發送到上位機。利用上位機對數據進行實時觀察，可改變粗放式的供熱方式，對提高家用水暖設備的使用體驗感有促進作用^[1]。

1 ZigBee的溫度采集特性分析

結合家用水暖設備的實際應用情況，在實際應用中，用戶需要結合自身感受估算溫度變化，這對家用水暖設備的溫度采集以及溫度控制等會產生直接的影響。因此，選擇ZigBee無線通信技術，對溫度無線監測系統的溫度數據采集、數據分析等進行分析，并利用上位機實時觀察數據，并結合監測數據，對水暖設備的溫度變化進行控制，提高家用水暖設備的溫度控制水平^[2]。

2家用水暖設備溫度無線監測系統總體設計

家用水暖設備溫度無線監測系統設計中，以ZigBee技術為依據，對溫度采集數據進行統計與分析，可對水暖設備的供暖狀況進行實時監測。在實際設計中，根據出水位置，安裝溫度采集節點，對溫度進行測量與分析，并將無線傳輸的溫度數據傳輸到上位機。通過上位機，對實時觀察數據進行檢驗與分析，并對水暖設備進行調整，達到節能減排的目的^[3]。家用水暖設備溫度無線監測系統的設計，其中包含傳感器模塊、單片機模塊、無線通信模塊、電源模塊等。在傳感器模塊中，包含顯示功能、單片機、無線通信以及供電系統等。

家用水暖設備溫度無線監測系統在實際工作中，溫度采集傳感器節點可以采集水暖設備的出水溫度，通過傳感器節點的單片機，對采集的溫度數據進行處理。在完成數據處理后，利用ZigBee無線傳輸模塊，將水暖設備的相關數據傳輸到上位機顯示界面。上位機在接收到水暖設備溫度數據后，可結合用戶對水溫的實際需求，對水暖設備的溫度變化進行控制，從而提高水暖設備的溫度控制水平^[4]。

3家用水暖設備溫度無線監測系統的功能分析

家用水暖設備溫度無線監測系統包含采集終端與顯示終端，采集終端是將采集的數據通過顯示模塊，將采集的數據顯示出來。在獲得采集數據后，通過無線通信技術，將采集到的數據傳輸到顯示終端。顯示端的無線接收模塊可以自動識別并顯示接收到的溫度數據信息，并將水暖設備的溫度數據在液晶顯示屏上顯示出來。在實現功能設計與優化中，可通過顯示接收到的數據，利用串口通信的方式，將水暖設備的溫度數據傳輸到無線通信模塊中，完成家用水暖設備溫度無線監測系統的數據監測功能。從水暖設備溫度變化監測、水暖設備溫度控制的角度，對溫度無線監測系統的數據傳輸、無線通信傳輸過程以及監測控制等進行綜合控制，方便不同用戶及時準確的了解水暖設備的供熱狀況，并對水暖設備的運行狀態進行調整，達到控制水暖設備溫度變化的目的。

4家用水暖設備溫度無線監測系統的實現

結合水暖設備的溫度參數數據，在家用水暖設備溫度無線監測系統搭建中，硬件電路是以單片機為主，通過無線傳輸、溫度采集以及液晶顯示等功能模塊實現溫度數據采集與監控。溫度無線監測系統的溫度采集器件選擇是以DS18B20溫度傳感器為中心，液晶顯示器件則是以LCD1602模塊為主，并利用ZigBee通信模塊以及STC89C51單片機為主要硬件設備，通過單片機讀取溫度傳感器所采集的溫度數據，并利用液晶顯示器，將采集到的溫度數據顯示出來。與此同時，通過串口通信的方式，將采集到的信息數據傳輸到ZiBee芯片，從而達到溫度采集與傳輸的目的。

在溫度無線監測系統中，溫度采集的多節點無線通信中，則是通過溫度傳感器與數據傳輸分析，完成水暖設備的溫度采集與信息處理。單片機可以將接收到的水暖設備數據顯示出來，并實現實時傳輸的目的。在對ZigBee傳輸模式進行調整，可將實時傳輸轉化為定時傳輸，提高溫度無線監測系統的應用效果。為實現溫度無線監測系統的應用，要考慮水暖設備安裝位置、水暖設備的應用距離等，對溫度采集股從而航哪個以及供暖數據監控等進行綜合監測，結合監測數據，對溫度無線監測系統進行優化，提高溫度無線監測系統的串口通信分析的綜合水平。

5家用水暖設備溫度無線監測系統的應用分析

5.1家用水暖設備溫度無線監測系統應用環境

在對溫度無線監測系統的應用場景進行分析中，要考慮節點數量對溫度無線監測系統運行所產生的影響，因此，從單節點、多節點的角度，對水暖設備的溫度監測過程進行分析，提高溫度無線監測系統的應用效果。通過串口通信方式將溫度數據傳輸給芯片，芯片通過無線傳輸方式將溫度數據傳給接收端端口。

從單節點通信傳輸的角度分析，利用XCUT調試軟件優化ZigBee無線模塊的配置，并對通信參數、設備工作模式、單點及多點通信配置等進行分析，實現單節點無線通信傳輸與控制，收集到的溫度以人的手指溫度為標準，手指在觸摸DS18B20的過程中，可以促使采集到的數據發生變化，并在顯示模塊上顯示變化后的數據。多節點無線通信方案在搭建中，收集到的溫度則是以室溫為參考依據，在不同位置，建立多塊無線接收模塊，并顯示相同的溫度數據。在水暖設備的溫度變化以及數據實時傳輸過程等進行分析中，可對溫度數據檢驗過程進行優化，提高溫度無線監測系統的應用水平。

多節點通信的溫度采集與數據分析中，則需要從水暖設備溫度數據分析與處理的基礎上，實現采集端的數據統計與分析，并保證溫度數據的實時傳輸與應用。ZigBee模塊應用視角下，可對數據交換過程以及數據傳輸處理過程等進行分析，在數據評估與分析的基礎上，提高水暖設備溫度數據監測的綜合水平。A5CA35C1-245B-4A3A-97DB-E800BBFB6C0D

5.2不同通信技術下溫度無線監測系統的應用對比

結合家用水暖設備的實際應用情況，在對溫度無線監測系統的實際應用進行研究中，考慮不同通信技術的應用性價比以及應用效果。選擇藍牙、WLAN以及ZigBee三種無線通信技術的實際應用進行對比研究。其中，藍牙無線通信的傳輸距離比較近，可應用于成本較低、設備位置故障的筒心環境中，并完成數據交換。藍牙通信技術在實際應用中，可用波段為2400～2483.5MHz，可以實現Wlan的無線局域傳輸。ZigBee技術在實際應用中，其傳輸速率可以達到250kbit/s，傳輸距離可達到75m。在對三種無線通信技術的實際應用進行分析，則是從無障礙通信距離、一堵墻的通信距離、隔樓層傳輸、客戶端數據更新等角度進行對比分析，ZigBee通信技術的應用下，無障礙筒心距離為60m，有障礙物的狀態下，筒心距離為35m，隔樓層也可以實現水暖設備的溫度數據傳輸，且客戶端數據更新頻率為1.2次/s。在對上述三種無線通信技術的實際應用進行研究中，ZigBee無線通信技術的實際應用，可滿足家用水暖設備溫度無線監測系統的通信傳輸控制需求。

結論：家用水暖設備溫度無線監測系統的實踐應用，可完成溫度的采集以及多節點的無線傳輸等功能。在家用水暖設備溫度無線監測系統設計中，利用SEM89C52單片機、溫度傳感器，對家用水暖設備的溫度變化進行檢測與分析，通過單片機，將設備溫度數據傳輸到接收端端口，在這一過程中，為保證數據傳輸的準確性，在發送端以及接收端安裝顯示器，方便對兩端的數據變化記性監測，對保證溫度數據傳輸的準確性有促進作用。在家用水暖設備溫度無線監測系統設計中，可在多個家庭共用的場景下，可實現溫度數據監測與傳輸，滿足家庭水暖的應用需求。

參考文獻

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