基于ZigBee和ARM的電熱膜供暖控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著我國(guó)霧霾狀況的日益惡化，當(dāng)下粗放型經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型已迫在眉睫，低碳環(huán)保的電熱膜供暖是替代傳統(tǒng)的集中燃煤供暖的理想方案之一，更是減少因供暖因素導(dǎo)致的霧霾的一種可行方式。電熱膜在外加電場(chǎng)的作用下，通過(guò)內(nèi)部分子的布朗運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生熱量，除了少部分流失外，絕大多數(shù)熱量以輻射和對(duì)流的方式傳遞到房間中。
　　本文以電熱膜供暖系統(tǒng)為對(duì)象，基于ZigBee無(wú)線通信技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計(jì)了一套完整的電熱膜供暖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在保持電熱膜供暖低

2、碳環(huán)保優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，將其完善成為了一個(gè)省電經(jīng)濟(jì)、操作簡(jiǎn)便、運(yùn)行穩(wěn)定、易于安裝的產(chǎn)品，為電熱膜供暖產(chǎn)品的市場(chǎng)推廣進(jìn)行了探索。
　　本文首先給出了系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)方案，本文設(shè)計(jì)的電熱膜供暖控制系統(tǒng)采用“集中管理，分散控制”的結(jié)構(gòu)，可以將系統(tǒng)劃分為無(wú)線溫控器和嵌入式監(jiān)控終端兩個(gè)模塊。無(wú)線溫控器基于CC2530和Z-Stack軟硬件平臺(tái)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了溫度的檢測(cè)和控制、ZigBee無(wú)線通信以及人機(jī)接口功能。嵌入式監(jiān)控終端基于S3C2440A和Qt

3、/Embedded軟硬件平臺(tái)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及溫控器監(jiān)控管理人機(jī)界面等功能，其中ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)通過(guò)將ZigBee協(xié)議和TCP協(xié)議相互轉(zhuǎn)換，從而使得用戶可以通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程查看和操作溫控器。
　　接下來(lái)，本文完成了無(wú)線溫控器的軟硬件設(shè)計(jì)，本文實(shí)現(xiàn)了按鍵式和觸摸式兩種款式的溫控器，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了外觀、成本、用戶體驗(yàn)等因素。硬件設(shè)計(jì)方面，以CC2530為核心設(shè)計(jì)了電源、溫度檢測(cè)與控制、人機(jī)接口等外

4、圍接口電路，并給出了具體實(shí)現(xiàn)的電路原理圖;軟件設(shè)計(jì)方面，基于Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)了應(yīng)用軟件，實(shí)現(xiàn)了溫度檢測(cè)與控制、無(wú)線通信、人機(jī)接口等功能，并給出了關(guān)鍵子程序的流程圖。
　　然后，本文完成了嵌入式監(jiān)控終端的軟硬件設(shè)計(jì)，硬件設(shè)計(jì)方面，基于S3C2440A設(shè)計(jì)了電源、微處理器最小系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)模塊、觸摸屏等外圍電路，給出了具體實(shí)現(xiàn)的電路原理圖。軟件設(shè)計(jì)分為底層軟件設(shè)計(jì)和應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)兩部分，底層軟件設(shè)計(jì)完成了嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核移植、文件系

5、統(tǒng)的制作、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)等，應(yīng)用軟件基于Qt/Embedded庫(kù)開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及溫控器監(jiān)控管理等功能，并給出了關(guān)鍵子程序的流程圖。
　　最后，對(duì)本文設(shè)計(jì)的電熱膜供暖控制系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試，測(cè)試結(jié)果表明，本文設(shè)計(jì)的無(wú)線溫控器溫度控制平穩(wěn)、操作簡(jiǎn)單、無(wú)線通信穩(wěn)定可靠，通過(guò)嵌入式監(jiān)控終端可以方便的對(duì)多臺(tái)溫控器集中監(jiān)控和管理，并且通過(guò)ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程手機(jī)監(jiān)控。本文開發(fā)的電熱膜供暖控制系統(tǒng)