基于ZigBee和GPRS无线传输的电机网络温度监控系统设计

分站运行情况子系统可以查看各电机的运行情况和温度信息，并具有实时报警功能。

数据通信子系统主要负责监控中心与协调器节点之间的数据通信，控制命令通过GPRS网络传送到指定节点，可以查询各分站的温度信息。

数据处理子系统与数据库相连，将监控的各种数据自动记录储存到数据库，操作人员可以进行数据的查询、设置、删除等操作。

报表处理子系统用来统计、运算、处理监控数据，可以自动生成各种报表，并且具有存储、显示、打印等功能。

下位机软件设计

下位机软件主要实现传感器节点的数据采集及发送、Zigbee网络与传感器节点的通信、Zigbee网络数据传输、协调器节点与GPRS模块之间的数据通信和GPRS模块的数据收发。开发环境为IAR，面向GPRS模块编程，使用C语言并借助协调器CC2530向GPRS模块发送数据。

传感器节点主要负责采集网络中电机各测温点的温度信息，将这些数据处理后传送给路由节点，同时接收路由节点的指令，并根据这些指令进行相应的操作，当没有数据接收和发送指令时，进入休眠模式，使节点功耗降低，其工作流程如图4所示。

图4 传感器节点流程图

ZigBee协调器节点通过查询的方式来收发采集数据和控制信号。如图5所示，先对协议和串口上电初始化，然后进行电量进行检测，当电池电量不足时会发出报警信号。子节点执行入网进程，刷新路由检测网络有没有添加或删除节点，协调器和测温节点进行绑定操作。接下来测温节点进入查询状态，而协调器则一直处于收发状态，当监控中心有数据采集命令或控制命令传向测温节点时，协调器将暂时把属于自己测温节点的数据保存在缓冲区中，测温节点每隔一定时间向协调器查询是否有属于自己的数据，若有，则取回数据执行相应的操作；若无，则进入下一轮查询状态。

图5 协调器节点流程图

结语

本系统采用ZigBee和GPRS无线通信方式相结合的温度监测系统，可以实现无线化、远程化。测温节点的ZigBee采用CC2530模块，不再需要其他处理器，不但降低了系统的成本，也大大降低了系统的结构和功耗，ZigBee无线传输网络可以实现主控模块与传感器节点之间的数据传输，GPRS网络解决了ZigBee的短距离传输局限性，实现远程无线监控。