家用水暖设备温度无线监测系统研究

许青　周文武

摘要：为解决家用水暖设备温度变化监测问题，通过ZigBee技术的应用，对家用水暖设备温度无线监测系统进行研究，提高家用水暖设备温度变化的监测分析水平。因此，结合家用水暖设备的温度监测需求，对家用水暖设备温度无线监测系统的节点通信、温度数据采集等功能进行分析，旨在实现家用水暖设备温度无线监测系统的应用水平提升。

关键词：家用水暖设备;温度无线监测系统;功能分析

引言：传统水暖设备需要用户结合自身的感受估算温度变化情况，这对用户使用体验会产生一定的影响。因此，研究家用水暖设备温度无线监测系统的搭建，通过对出水位置以及各个区域安装温度采集节点来测量温度，并通过无线传输的方式，将信息数据发送到上位机。利用上位机对数据进行实时观察，可改变粗放式的供热方式，对提高家用水暖设备的使用体验感有促进作用^[1]。

1 ZigBee的温度采集特性分析

结合家用水暖设备的实际应用情况，在实际应用中，用户需要结合自身感受估算温度变化，这对家用水暖设备的温度采集以及温度控制等会产生直接的影响。因此，选择ZigBee无线通信技术，对温度无线监测系统的温度数据采集、数据分析等进行分析，并利用上位机实时观察数据，并结合监测数据，对水暖设备的温度变化进行控制，提高家用水暖设备的温度控制水平^[2]。

2家用水暖设备温度无线监测系统总体设计

家用水暖设备温度无线监测系统设计中，以ZigBee技术为依据，对温度采集数据进行统计与分析，可对水暖设备的供暖状况进行实时监测。在实际设计中，根据出水位置，安装温度采集节点，对温度进行测量与分析，并将无线传输的温度数据传输到上位机。通过上位机，对实时观察数据进行检验与分析，并对水暖设备进行调整，达到节能减排的目的^[3]。家用水暖设备温度无线监测系统的设计，其中包含传感器模块、单片机模块、无线通信模块、电源模块等。在传感器模块中，包含显示功能、单片机、无线通信以及供电系统等。

家用水暖设备温度无线监测系统在实际工作中，温度采集传感器节点可以采集水暖设备的出水温度，通过传感器节点的单片机，对采集的温度数据进行处理。在完成数据处理后，利用ZigBee无线传输模块，将水暖设备的相关数据传输到上位机显示界面。上位机在接收到水暖设备温度数据后，可结合用户对水温的实际需求，对水暖设备的温度变化进行控制，从而提高水暖设备的温度控制水平^[4]。

3家用水暖设备温度无线监测系统的功能分析

家用水暖设备温度无线监测系统包含采集终端与显示终端，采集终端是将采集的数据通过显示模块，将采集的数据显示出来。在获得采集数据后，通过无线通信技术，将采集到的数据传输到显示终端。显示端的无线接收模块可以自动识别并显示接收到的温度数据信息，并将水暖设备的温度数据在液晶显示屏上显示出来。在实现功能设计与优化中，可通过显示接收到的数据，利用串口通信的方式，将水暖设备的温度数据传输到无线通信模块中，完成家用水暖设备温度无线监测系统的数据监测功能。从水暖设备温度变化监测、水暖设备温度控制的角度，对温度无线监测系统的数据传输、无线通信传输过程以及监测控制等进行综合控制，方便不同用户及时准确的了解水暖设备的供热状况，并對水暖设备的运行状态进行调整，达到控制水暖设备温度变化的目的。

4家用水暖设备温度无线监测系统的实现

结合水暖设备的温度参数数据，在家用水暖设备温度无线监测系统搭建中，硬件电路是以单片机为主，通过无线传输、温度采集以及液晶显示等功能模块实现温度数据采集与监控。温度无线监测系统的温度采集器件选择是以DS18B20温度传感器为中心，液晶显示器件则是以LCD1602模块为主，并利用ZigBee通信模块以及STC89C51单片机为主要硬件设备，通过单片机读取温度传感器所采集的温度数据，并利用液晶显示器，将采集到的温度数据显示出来。与此同时，通过串口通信的方式，将采集到的信息数据传输到ZiBee芯片，从而达到温度采集与传输的目的。

在温度无线监测系统中，温度采集的多节点无线通信中，则是通过温度传感器与数据传输分析，完成水暖设备的温度采集与信息处理。单片机可以将接收到的水暖设备数据显示出来，并实现实时传输的目的。在对ZigBee传输模式进行调整，可将实时传输转化为定时传输，提高温度无线监测系统的应用效果。为实现温度无线监测系统的应用，要考虑水暖设备安装位置、水暖设备的应用距离等，对温度采集股从而航哪个以及供暖数据监控等进行综合监测，结合监测数据，对温度无线监测系统进行优化，提高温度无线监测系统的串口通信分析的综合水平。

5家用水暖设备温度无线监测系统的应用分析

5.1家用水暖设备温度无线监测系统应用环境

在对温度无线监测系统的应用场景进行分析中，要考虑节点数量对温度无线监测系统运行所产生的影响，因此，从单节点、多节点的角度，对水暖设备的温度监测过程进行分析，提高温度无线监测系统的应用效果。通过串口通信方式将温度数据传输给芯片，芯片通过无线传输方式将温度数据传给接收端端口。

从单节点通信传输的角度分析，利用XCUT调试软件优化ZigBee无线模块的配置，并对通信参数、设备工作模式、单点及多点通信配置等进行分析，实现单节点无线通信传输与控制，收集到的温度以人的手指温度为标准，手指在触摸DS18B20的过程中，可以促使采集到的数据发生变化，并在显示模块上显示变化后的数据。多节点无线通信方案在搭建中，收集到的温度则是以室温为参考依据，在不同位置，建立多块无线接收模块，并显示相同的温度数据。在水暖设备的温度变化以及数据实时传输过程等进行分析中，可对温度数据检验过程进行优化，提高温度无线监测系统的应用水平。

多节点通信的温度采集与数据分析中，则需要从水暖设备温度数据分析与处理的基础上，实现采集端的数据统计与分析，并保证温度数据的实时传输与应用。ZigBee模块应用视角下，可对数据交换过程以及数据传输处理过程等进行分析，在数据评估与分析的基础上，提高水暖设备温度数据监测的综合水平。A5CA35C1-245B-4A3A-97DB-E800BBFB6C0D

5.2不同通信技术下温度无线监测系统的应用对比

结合家用水暖设备的实际应用情况，在对温度无线监测系统的实际应用进行研究中，考虑不同通信技术的应用性价比以及应用效果。选择蓝牙、WLAN以及ZigBee三种无线通信技术的实际应用进行对比研究。其中，蓝牙无线通信的传输距离比较近，可应用于成本较低、设备位置故障的筒心环境中，并完成数据交换。蓝牙通信技术在实际应用中，可用波段为2400～2483.5MHz，可以实现Wlan的无线局域传输。ZigBee技术在实际应用中，其传输速率可以达到250kbit/s，传输距离可达到75m。在对三种无线通信技术的实际应用进行分析，则是从无障碍通信距离、一堵墙的通信距离、隔楼层传输、客户端数据更新等角度进行对比分析，ZigBee通信技术的应用下，无障碍筒心距离为60m，有障碍物的状态下，筒心距离为35m，隔楼层也可以实现水暖设备的温度数据传输，且客户端数据更新频率为1.2次/s。在对上述三种无线通信技术的实际应用进行研究中，ZigBee无线通信技术的实际应用，可满足家用水暖设备温度无线监测系统的通信传输控制需求。

结论：家用水暖设备温度无线监测系统的实践应用，可完成温度的采集以及多节点的无线传输等功能。在家用水暖设备温度无线监测系统设计中，利用SEM89C52单片机、温度传感器，对家用水暖设备的温度变化进行检测与分析，通过单片机，将设备温度数据传输到接收端端口，在这一过程中，为保证数据传输的准确性，在发送端以及接收端安装显示器，方便对两端的数据变化记性监测，对保证温度数据传输的准确性有促进作用。在家用水暖设备温度无线监测系统设计中，可在多个家庭共用的场景下，可实现温度数据监测与传输，满足家庭水暖的应用需求。

参考文献

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