[發(fā)明專利]一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410095962.X
• 申請日: 2014-03-14
• 公開（公告）號: CN103926004B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慶偉;代瑩;趙月靈;胡敬倉;呂浩;楊勝;王力;張春雷;王高明
• 申請（專利權(quán)）人: 國電南瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 張弛

1.一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法，其特征在于，提供溫度檢測系統(tǒng)，所述溫度檢測系統(tǒng)包括可視化界面端以及若干無線傳感網(wǎng)模塊；每個無線傳感網(wǎng)模塊包括一個sink節(jié)點和若干個端節(jié)點，每個sink節(jié)點包括MCU、射頻芯片、以太網(wǎng)芯片以及第一電源模塊，每個端節(jié)點包括單片機(jī)、射頻芯片、非接觸式紅外測溫芯片以及第二電源模塊；可視化界面端與sink節(jié)點通過以太網(wǎng)連接并且采用TCP/IP協(xié)議通信，sink節(jié)點與端節(jié)點之間通過射頻芯片進(jìn)行通信；視化界面端用于對端節(jié)點非接觸式紅外測溫芯片的溫度查詢以及端節(jié)點的配置；

溫度檢測系統(tǒng)中sink節(jié)點和端節(jié)點的同步方法，包括以下步驟：

（a1）無線傳感網(wǎng)模塊上電后，開啟射頻芯片并置于等待狀態(tài)，sink節(jié)點向其所在模塊中的每個端節(jié)點發(fā)送空閑信號幀，當(dāng)sink節(jié)點發(fā)送空閑信號幀至最后一個端節(jié)點，端節(jié)點在接收到空閑信號幀后向sink節(jié)點發(fā)送申請配置幀；

（a2）sink節(jié)點向一個端節(jié)點發(fā)送端節(jié)點配置幀，配置幀包括網(wǎng)絡(luò)號、節(jié)點號、發(fā)送周期、溫度閥值以及sink節(jié)點的本地時間；

（a3）端節(jié)點根據(jù)步驟（a2）中的端節(jié)點配置幀修改相關(guān)配置，同時開啟本地時間定時器，并且向sink節(jié)點發(fā)送其本地時間；

（a4）sink節(jié)點根據(jù)步驟（a3）發(fā)來的端節(jié)點本地時間計算出時間差，并將其發(fā)送給上述端節(jié)點；

（a5）端節(jié)點根據(jù)sink節(jié)點發(fā)來的時間差校準(zhǔn)端節(jié)點本地時間，并且根據(jù)校準(zhǔn)的本地時間計算出發(fā)送時間，端節(jié)點進(jìn)入正常工作狀態(tài)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法，其特征在于，所述無線傳感網(wǎng)模塊運行于片上操作系統(tǒng)上，片上操作系統(tǒng)包括硬件接口層、硬件適配層以及硬件表示層；硬件表示層通過存儲器和端口映射輸入輸出來接入硬件，硬件適配層通過硬件表示層的映射關(guān)系來構(gòu)建合適的抽象，硬件接口層通過硬件適配層的抽象將其轉(zhuǎn)化為與硬件無關(guān)的接口。

3.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法，其特征在于，所述端節(jié)點還包括接觸式測溫芯片。

4.如權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法，其特征在于，sink節(jié)點的MCU使用STM32F103芯片，端節(jié)點的單片機(jī)使用MSP430F2618芯片以及sink節(jié)點和端節(jié)點的射頻芯片使用CC2520芯片。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的溫度檢測方法，其特征在于，其中sink節(jié)點和端節(jié)點的通信方法包括下行通信以及上行通信；

下行通信包括：

sink節(jié)點接收到可視化界面端發(fā)送的數(shù)據(jù)包，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)包判斷是否為查詢命令，若是查詢命令，則通過sink節(jié)點的射頻芯片轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)包至相應(yīng)的端節(jié)點，否則為更改命令，即配置相應(yīng)無線傳感網(wǎng)模塊，包括sink節(jié)點號、網(wǎng)絡(luò)號、發(fā)送周期及預(yù)警值，并且在配置節(jié)點的同時還需要判斷時間是否同步，若不同步則需要更新該無線傳感網(wǎng)模塊sink節(jié)點及端節(jié)點的時間；

上行通信包括以下步驟：

（b1）端節(jié)點上電后進(jìn)行初始化工作，待操作系統(tǒng)啟動完畢，端節(jié)點每隔一秒向sink節(jié)點發(fā)送申請端節(jié)點號數(shù)據(jù)幀直到sink節(jié)點成功向該端節(jié)點發(fā)送配置幀，根據(jù)配置幀信息，開啟三個定時器，分別為：發(fā)送溫度定時器、采樣定時器及喚醒定時器，若發(fā)送溫度定時器到達(dá)則進(jìn)入步驟（b2），若采樣定時器到達(dá)則進(jìn)入步驟（b3），若喚醒定時器到達(dá)，則進(jìn)入步驟（b4）；

（b2）端節(jié)點的單片機(jī)被喚醒，單片機(jī)將射頻芯片置于激活狀態(tài)，單片機(jī)成功接收到射頻芯片激活成功的信息之后喚醒非接觸式紅外測溫芯片并進(jìn)行初始化，待非接觸式紅外測溫芯片采集溫度完成，單片機(jī)再次關(guān)閉非接觸式紅外測溫芯片，單片機(jī)將采集到的溫度數(shù)據(jù)打包并通過射頻芯片發(fā)送給sink節(jié)點，發(fā)送任務(wù)完成將射頻芯片置于低功耗狀態(tài)，并且單片機(jī)也進(jìn)入低功耗狀態(tài)，若發(fā)送失敗，則將本次數(shù)據(jù)保存等待下一次發(fā)送溫度定時器到達(dá)時與下一次溫度數(shù)據(jù)一起打包發(fā)送；

（b3）端節(jié)點的單片機(jī)被喚醒，喚醒非接觸式紅外測溫芯片并進(jìn)行初始化，采集溫度，若采集到的溫度超過預(yù)警值，則單片機(jī)喚醒射頻芯片并發(fā)送報警信息，否則關(guān)閉非接觸式紅外測溫芯片；采集完成，將單片機(jī)置于低功耗狀態(tài)，若發(fā)送報警信息則也將非接觸式紅外測溫芯片置于低功耗狀態(tài)；

（b4）將射頻芯片置為激活狀態(tài)，單片機(jī)成功接收到射頻芯片激活成功的信息之后向sink節(jié)點發(fā)送喚醒標(biāo)志幀，并開啟500ms定時器，待500ms定時器到達(dá)則將射頻芯片置于低功耗狀態(tài)。