基于ZigBee的手持红外测温终端设计

　　1　引言

　　热释电红外测温能够准确快速地测量物体的表面温度。由于红外测温属于非接触式测温,所以它在测量物体的表面温度时不会引起物体温度的改变。特别是在一些高温、高压等一些比较危险场合,如果使用传统的接触式测温方法对测量人员存在较大的安全隐患。这时,采用红外测温就显得尤其重要。

　　目前,红外测温系统的信号传输主要有有线和无线两种方式。有线传输适用于新建而可以在墙壁内预留连线的建筑物,但是其机动性差、不便适应用户及产品的多变要求,而且对预留连线的维护及更换难度大、费用高。无线方式避免了测温终端和主机之间的连线,具有灵活、简洁的优点,是当前主要发展趋势,越来越得到用户的认可。

　　本手持终端采用热释电红外温度传感器进行测温,采用ZigBee技术作为红外测温系统与监控中心的无线通信技术。

　　2　ZigBee简介

　　ZigBee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术方案。它有自己的无线电标准,能在数千个微小的传感器之间相互协调通信。这些传感器只需要很少的能量,以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器。ZigBee主要应用在工业控制、无线定位、家庭网络、汽车自动化、楼宇自动化、医用设备控制等多个领域。在工业领域,利用传感器和ZigBee网络,对现场环境和设备参数进行自动采集、实时传输到后方控制监控中心,供监测人员进行分析处理,从而减轻维护、检测人员的工作负担,有助于监控人员做出快速反应。

　　ZigBee是基于802. 15. 4无线标准的通信技术,它具备了强大的设备联网功能,并支持三种主要的自组织无线网络类型,即星状拓扑、树状拓扑(Mesh)和网状拓扑(Cluster tree),如图1所示,其中网状结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性。

　　3　系统硬件设计

　　3.1　系统总体结构

　　手持红外测温终端系统由MCU、标签识别、按键、FLASH、LCD显示、测温模块、ZigBee无线收发等几个模块组成。MCU进行数据信息的处理,包括数据打包,各种突发事件的处理等。系统采用C8051, C8051改造了原51内核,使得C8051单片机的运行速度大大的提高,还将Flash、XRAM、A/D、D/A、IIC、SPI、UART以及片上温度传感器集合为一体,组成了SoC型单片机,系统功能模块如图2所示。下面对几个关键电路进行详细说明。

　　3.2　标签识别模块设计

　　当手持终端接近到机器设备所悬挂标签一定的范围后,标签识别模块从标签读出数据,确定所要检测设备的型号,并在LCD上显示。