基于ZigBee技術窖池發(fā)酵無線監(jiān)測系統(tǒng)設計.pdf

1、白酒是傳統(tǒng)固態(tài)發(fā)酵工藝的產物，我國有著幾千年的發(fā)展歷史。隨著科技的進步，目前國內大型白酒企業(yè)基本實現(xiàn)了白酒勾儲車間、自動灌裝車間的信息化建設，但對固態(tài)發(fā)酵車間整體管理水平較低，停留在排產計劃紙質化、發(fā)酵管理經驗化、人員輪班程式化的初級階段，這成為企業(yè)信息化管理的短板?；赯igBee技術實現(xiàn)的無線傳感器網絡能夠滿足大量采集數(shù)據(jù)節(jié)點、低功耗要求的窖池發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng)設計。ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低成本、低速率的無線通信

2、技術，工作頻率在2.4GHz，傳輸距離為30～100米，主應用在低通信速率、短距離無線通信系統(tǒng)中。本文設計并實現(xiàn)的窖池發(fā)酵監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)能夠對車間各窖池參數(shù)自動采集，并在實時監(jiān)測的基礎上，監(jiān)測數(shù)據(jù)經云端專家系統(tǒng)分析、處理、診斷，多終端全景展示發(fā)酵過程，并與車間溫控制系統(tǒng)聯(lián)動，形成對車間環(huán)境的閉環(huán)控制，提高窖池生產效率。
　　本論文根據(jù)白酒酒窖發(fā)酵過程參數(shù)監(jiān)測需求，采用有線和無線傳輸結合的方式，將采集終端節(jié)點數(shù)據(jù)發(fā)送到上位機服務系統(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)調器、路由器和終端節(jié)點三種設備類型組成。終端節(jié)點定時從休眠狀態(tài)醒來采集數(shù)據(jù)，并通過ZigBee無線通信網絡上傳到協(xié)調器，然后立刻進入休眠狀態(tài)，將終端節(jié)點功耗降至最低;協(xié)調器存儲終端節(jié)點的數(shù)據(jù)，并通過RS485總線上傳到上位機。路由器起到網絡中繼功能，轉發(fā)路由消息。硬件部分重點設計了終端節(jié)點功耗和傳感器電路（包括溫度傳感器、PH傳感器和酒精傳感器電路）、協(xié)調器的RS485通訊

4、接口、時鐘與存儲模塊電路，以及三種設備的人機接口（包括LCD顯示、按鍵和LED）。同時根據(jù)硬件電路設計，在應用程序中實現(xiàn)了對傳感器數(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)議棧組網時，應用程序根據(jù)應用場合網絡數(shù)量多、傳輸范圍廣、網間干擾強特點，設計了基于發(fā)酵車間的組網算法，有效的解決了不同車間以及同一個車間內不同網絡的串擾問題。上位機采用工業(yè)組態(tài)軟件，設計并實現(xiàn)了基于MODBUS通信協(xié)議上位機控制系統(tǒng)，通過RS485總

5、線將協(xié)調器中存儲的窖池數(shù)據(jù)成功讀取，實現(xiàn)了對終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)的收集與處理，并繪制了曲線以及數(shù)據(jù)存儲等功能，根據(jù)分析結果反饋終端系統(tǒng)進行優(yōu)化調控。
　　文章最后對基于ZigBee技術實現(xiàn)的窖池發(fā)酵無線監(jiān)測系統(tǒng)進行了驗證。首先對ZigBee網絡進行了組網測試，包括網絡的穩(wěn)定性、傳輸可靠性等;分別校準并測試傳感器數(shù)據(jù)的測試結果，測量準確度以及終端節(jié)點的功耗都能達標;最后將該系統(tǒng)進行現(xiàn)場實地測試，結果表明該系統(tǒng)滿足設計要求。同時說明了Zi