ZigBee技術(shù)在鋼鐵車間中的數(shù)據(jù)采集應(yīng)用

摘要：在傳統(tǒng)的鋼鐵企業(yè)車間內(nèi)進(jìn)行環(huán)境物理量的監(jiān)測，采用的是布置有線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測系統(tǒng)，存在著布線困難、成本較高，不易維護(hù)的缺點(diǎn)?；诖?，提出新的基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來對其進(jìn)行改造的方案，實(shí)現(xiàn)無線、可靠、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集監(jiān)測；方案采用JN5139-Z01模塊作為核心硬件，介紹了系統(tǒng)硬件各部分組成和軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對鋼鐵車間內(nèi)環(huán)境量的實(shí)時(shí)監(jiān)測，對提高工廠自動化水平具有重要的意義。
關(guān)鍵詞：ZigBee；鋼鐵企業(yè)；環(huán)境監(jiān)控；無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

1 總體設(shè)計(jì)方案
在鋼鐵企業(yè)的工廠里，除了原料場、焦?fàn)t、高爐等，還包含有各種監(jiān)測控制設(shè)備，如對溫度、濕度及對煤氣等物理量進(jìn)行采集的設(shè)備，環(huán)境檢測顯得尤為重要。一般情況下采集設(shè)備以有線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的形式采集與傳輸數(shù)據(jù)。但是在布滿各種設(shè)備的鋼鐵廠車間里采用有線電纜實(shí)現(xiàn)溫濕度等工業(yè)數(shù)據(jù)監(jiān)測采集，有布線非常困難，不便于維護(hù)，設(shè)備不能隨意移動等缺點(diǎn)。而ZigBee網(wǎng)絡(luò)是一種先進(jìn)的無線傳輸技術(shù)，它有著功耗低，數(shù)據(jù)傳輸可靠，網(wǎng)絡(luò)容量大，安全性高，實(shí)現(xiàn)成本較低等優(yōu)點(diǎn)，此方案可以使鋼鐵工廠測量裝置易于安裝，便于維護(hù)，傳輸可靠。圖1為此方案的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

ZigBee是基于IEEE 802．15．4無線標(biāo)準(zhǔn)之上的有關(guān)組網(wǎng)、安全與應(yīng)用技術(shù)，使用了IEEE 802．15．4標(biāo)準(zhǔn)定義的物理層與MAC子層。它采用直接序列擴(kuò)頻技術(shù)，工作在868 MHz，915 MHz，2．4 GHz的ISM頻段。主要應(yīng)用在消費(fèi)電子設(shè)備、生態(tài)監(jiān)測、農(nóng)業(yè)自動化和醫(yī)用設(shè)備等領(lǐng)域。ZigBee規(guī)范定義了三種設(shè)備：ZigBee協(xié)調(diào)器，ZigBee路由器和ZigBee終端設(shè)備。在組網(wǎng)方式上，主要采用星狀網(wǎng)，樹狀網(wǎng)和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。采用新興ZigBee組網(wǎng)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以改變傳統(tǒng)的管理方式，對區(qū)域的環(huán)境數(shù)據(jù)實(shí)施連續(xù)、有效監(jiān)測與分析，充分發(fā)揮了實(shí)時(shí)監(jiān)測在環(huán)境管理中的作用。特別是對人員無法接近的危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境的實(shí)時(shí)在線檢測，使得能夠在中心監(jiān)控室可以監(jiān)視環(huán)境運(yùn)行狀態(tài)。