基于ZigBee技術(shù)窖池發(fā)酵無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、白酒是傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵工藝的產(chǎn)物，我國(guó)有著幾千年的發(fā)展歷史。隨著科技的進(jìn)步，目前國(guó)內(nèi)大型白酒企業(yè)基本實(shí)現(xiàn)了白酒勾儲(chǔ)車(chē)間、自動(dòng)灌裝車(chē)間的信息化建設(shè)，但對(duì)固態(tài)發(fā)酵車(chē)間整體管理水平較低，停留在排產(chǎn)計(jì)劃紙質(zhì)化、發(fā)酵管理經(jīng)驗(yàn)化、人員輪班程式化的初級(jí)階段，這成為企業(yè)信息化管理的短板?；赯igBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠滿足大量采集數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)、低功耗要求的窖池發(fā)酵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低成本、低速率的無(wú)線通信

2、技術(shù)，工作頻率在2.4GHz，傳輸距離為30～100米，主應(yīng)用在低通信速率、短距離無(wú)線通信系統(tǒng)中。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)的窖池發(fā)酵監(jiān)測(cè)系統(tǒng)系統(tǒng)能夠?qū)?chē)間各窖池參數(shù)自動(dòng)采集，并在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)云端專家系統(tǒng)分析、處理、診斷，多終端全景展示發(fā)酵過(guò)程，并與車(chē)間溫控制系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，形成對(duì)車(chē)間環(huán)境的閉環(huán)控制，提高窖池生產(chǎn)效率。
　　本論文根據(jù)白酒酒窖發(fā)酵過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)需求，采用有線和無(wú)線傳輸結(jié)合的方式，將采集終端節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機(jī)服務(wù)系統(tǒng)分

3、析處理?；贑C2530為控制芯片的數(shù)據(jù)采集終端系統(tǒng)，主要是由協(xié)調(diào)器、路由器和終端節(jié)點(diǎn)三種設(shè)備類型組成。終端節(jié)點(diǎn)定時(shí)從休眠狀態(tài)醒來(lái)采集數(shù)據(jù)，并通過(guò)ZigBee無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上傳到協(xié)調(diào)器，然后立刻進(jìn)入休眠狀態(tài)，將終端節(jié)點(diǎn)功耗降至最低;協(xié)調(diào)器存儲(chǔ)終端節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過(guò)RS485總線上傳到上位機(jī)。路由器起到網(wǎng)絡(luò)中繼功能，轉(zhuǎn)發(fā)路由消息。硬件部分重點(diǎn)設(shè)計(jì)了終端節(jié)點(diǎn)功耗和傳感器電路（包括溫度傳感器、PH傳感器和酒精傳感器電路）、協(xié)調(diào)器的RS485通訊

4、接口、時(shí)鐘與存儲(chǔ)模塊電路，以及三種設(shè)備的人機(jī)接口（包括LCD顯示、按鍵和LED）。同時(shí)根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)，在應(yīng)用程序中實(shí)現(xiàn)了對(duì)傳感器數(shù)據(jù)有效采集、低功耗管理和數(shù)據(jù)傳輸?shù)鹊裙δ?。在ZigBee協(xié)議棧組網(wǎng)時(shí)，應(yīng)用程序根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合網(wǎng)絡(luò)數(shù)量多、傳輸范圍廣、網(wǎng)間干擾強(qiáng)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于發(fā)酵車(chē)間的組網(wǎng)算法，有效的解決了不同車(chē)間以及同一個(gè)車(chē)間內(nèi)不同網(wǎng)絡(luò)的串?dāng)_問(wèn)題。上位機(jī)采用工業(yè)組態(tài)軟件，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MODBUS通信協(xié)議上位機(jī)控制系統(tǒng)，通過(guò)RS485總

5、線將協(xié)調(diào)器中存儲(chǔ)的窖池?cái)?shù)據(jù)成功讀取，實(shí)現(xiàn)了對(duì)終端節(jié)點(diǎn)采集數(shù)據(jù)的收集與處理，并繪制了曲線以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能，根據(jù)分析結(jié)果反饋終端系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控。
　　文章最后對(duì)基于ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)的窖池發(fā)酵無(wú)線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了驗(yàn)證。首先對(duì)ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了組網(wǎng)測(cè)試，包括網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性、傳輸可靠性等;分別校準(zhǔn)并測(cè)試傳感器數(shù)據(jù)的測(cè)試結(jié)果，測(cè)量準(zhǔn)確度以及終端節(jié)點(diǎn)的功耗都能達(dá)標(biāo);最后將該系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地測(cè)試，結(jié)果表明該系統(tǒng)滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)說(shuō)明了Zi