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基于ZigBee的无线温度监测系统设计
无线温度监测系统是一种利用无线通信技术实时获取和传输温度数据的系统。它广泛应用于实验室、仓库、制造业、医院等各个领域。本文将介绍一个基于ZigBee技术的无线温度监测系统设计。
一、系统设计概述
本系统采用ZigBee技术，主要由无线温度传感器节点、网关节点和数据处理终端组成。温度传感器节点采用LM35温度传感器，能够实时采集温度数据并通过ZigBee协议传输到网关节点。网关节点通过串口将数据传输给上位机，上位机将数据进行处理后可以实现可视化显示。
二、系统硬件设计
（一）温度传感器节点
温度传感器节点主要由STM32F103C8T6单片机和无线模块组成。LM35传感器与单片机相连，通过AD转换器模块将模拟信号转换成数字信号。ZigBee模块采用CC2530芯片，采用串口通信协议将温度数据传输到网关节点。
（二）网关节点
网关节点主要由STM32F103C8T6单片机和ZigBee模块组成。ZigBee模块采用CC2530芯片，通过串口将接收到的数据传输到单片机上。单片机通过USB转串口芯片将数据传输到上位机。
（三）数据处理终端
数据处理终端由上位机组成。上位机通过串口读取网关节点传输过来的数据，将数据进行处理后可以实现可视化的显示，同时可以将历史数据保存在数据库中。
三、系统软件设计
（一）温度传感器节点软件设计
温度传感器节点主要功能是采集温度数据、控制ZigBee模块的发送和接收数据，并将数据发送给网关节点。系统采用CubeMX软件进行初始化，使用keil编译器进行程序开发。通过单片机的ADC模块进行温度数据的采集，通过ZigBee模块实现数据的传输。
（二）网关节点软件设计
网关节点主要功能是接收来自传感器节点的数据，转换成可识别的串口数据后传输给上位机。网关节点同样使用了CubeMX进行初始化，keil编译器进行程序开发。通过串口DMA方式接收和发送数据，实现数据的快速传输。
（三）数据处理终端软件设计
数据处理终端主要功能是接收来自网关节点的数据，进行处理后实现温度曲线的可视化显示。本系统采用了Python语言开发，使用PyQt5库实现图形用户界面的开发，并通过matplotlib库实现温度曲线绘制。
四、系统测试
对该系统进行了实际测试，测试结果表明系统具有较高的稳定性和实用性。系统可实现实时温度监测、温度曲线的绘制、温度报警等功能，并可以将历史数据保存到数据库中，方便用户进行查询和分析。
五、总结
本文介绍了一个基于ZigBee技术的无线温度监测系统的设计过程，包括硬件设计和软件设计。该系统具有实时监测、快速传输、可视化显示等优点，可以广泛应用于实验室、仓库、制造业、医院等领域。