ZigBee技術在鋼鐵車間中的數據采集應用

摘要：在傳統的鋼鐵企業車間內進行環境物理量的監測，采用的是布置有線網絡監測系統，存在著布線困難、成本較高，不易維護的缺點?；诖?，提出新的基于ZigBee無線網絡技術來對其進行改造的方案，實現無線、可靠、實時的數據采集監測；方案采用JN5139-Z01模塊作為核心硬件，介紹了系統硬件各部分組成和軟件結構設計，經實驗，系統可以實現對鋼鐵車間內環境量的實時監測，對提高工廠自動化水平具有重要的意義。
關鍵詞：ZigBee；鋼鐵企業；環境監控；無線傳感器網絡

1 總體設計方案
在鋼鐵企業的工廠里，除了原料場、焦爐、高爐等，還包含有各種監測控制設備，如對溫度、濕度及對煤氣等物理量進行采集的設備，環境檢測顯得尤為重要。一般情況下采集設備以有線網絡系統的形式采集與傳輸數據。但是在布滿各種設備的鋼鐵廠車間里采用有線電纜實現溫濕度等工業數據監測采集，有布線非常困難，不便于維護，設備不能隨意移動等缺點。而ZigBee網絡是一種先進的無線傳輸技術，它有著功耗低，數據傳輸可靠，網絡容量大，安全性高，實現成本較低等優點，此方案可以使鋼鐵工廠測量裝置易于安裝，便于維護，傳輸可靠。圖1為此方案的系統結構圖。

ZigBee是基于IEEE 802．15．4無線標準之上的有關組網、安全與應用技術，使用了IEEE 802．15．4標準定義的物理層與MAC子層。它采用直接序列擴頻技術，工作在868 MHz，915 MHz，2．4 GHz的ISM頻段。主要應用在消費電子設備、生態監測、農業自動化和醫用設備等領域。ZigBee規范定義了三種設備：ZigBee協調器，ZigBee路由器和ZigBee終端設備。在組網方式上，主要采用星狀網，樹狀網和網狀結構。采用新興ZigBee組網技術的環境監測系統，可以改變傳統的管理方式，對區域的環境數據實施連續、有效監測與分析，充分發揮了實時監測在環境管理中的作用。特別是對人員無法接近的危險、惡劣環境的實時在線檢測，使得能夠在中心監控室可以監視環境運行狀態。