本發(fā)明涉及Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在高速動(dòng)車內(nèi)，往往需要采集不同位置的溫濕度數(shù)據(jù)，從而為分析車內(nèi)溫濕度現(xiàn)狀以及研究車內(nèi)空調(diào)質(zhì)量提供試驗(yàn)依據(jù)。目前，比較常用的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通常采用有線電纜實(shí)現(xiàn)采集模塊與處理模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸，這樣會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)占用空間大、布線工作量高，無(wú)法滿足高速動(dòng)車衛(wèi)生間等封閉空間測(cè)試要求，同時(shí)有線電纜易受到損害，增加了維護(hù)成本。

目前，在低速率、低功耗、短距離無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，國(guó)內(nèi)外研究比較熱門的主要有WirelessHart、Zigbee以及Miwi^TM。WirelessHart無(wú)線網(wǎng)絡(luò)致力于解決工廠自動(dòng)化中設(shè)備之間的無(wú)線互聯(lián)及互操作的問(wèn)題，但至今還沒(méi)有一個(gè)完全開(kāi)放且十分完整的WirelessHart協(xié)議棧，這也就限制了它的應(yīng)用。而Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是旨在為所有無(wú)線低速傳感器網(wǎng)絡(luò)提供有競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案，從協(xié)議聯(lián)盟、半導(dǎo)體制造商到設(shè)備制造商，有著相對(duì)完善的產(chǎn)業(yè)鏈條，但是對(duì)于那些想要研發(fā)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，都需要向協(xié)議聯(lián)盟繳納一定的費(fèi)用，發(fā)布基于Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)品同樣也需要繳費(fèi)，這在一定程度上也限制了它的應(yīng)用。

目前，高速動(dòng)車內(nèi)并沒(méi)有一套應(yīng)用Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)空調(diào)溫濕度監(jiān)測(cè)的智能化系統(tǒng)。因此迫切需要研制出一套安裝方便、低功耗、采集傳輸速度快的溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有通過(guò)有線電纜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在的敷設(shè)線纜難度大、占用空間大、使用不便、成本高、無(wú)法滿足封閉空間測(cè)試需求的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明的基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：

多個(gè)帶有ID識(shí)別碼的測(cè)量單元，用于采集溫濕度數(shù)據(jù)，通過(guò)ID識(shí)別碼區(qū)別各測(cè)量單元采集的溫濕度數(shù)據(jù)信息；

與多個(gè)測(cè)量單元通過(guò)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，與測(cè)量單元之間以廣播方式進(jìn)行命令交互，完成多路溫濕度數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送；

與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器相連的終端設(shè)備，所述終端設(shè)備中安裝有上位機(jī)軟件，通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)每個(gè)測(cè)量單元的通訊狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和檢測(cè)，完成對(duì)多路溫濕度數(shù)據(jù)的處理；

與終端設(shè)備相連的打印機(jī)，用于打印溫濕度數(shù)據(jù)文件。

進(jìn)一步的，所述測(cè)量單元包括：

電源模塊；

與電源模塊相連的電源管理模塊；

與電源管理模塊相連的電源穩(wěn)壓模塊、核心處理器、通信管理模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊，所述電源穩(wěn)壓模塊分別與通信管理模塊、溫度采集模塊和濕度采集模塊相連；

與通信管理模塊和核心處理器相連的無(wú)線收發(fā)模塊；

與溫度采集模塊和核心處理器相連的溫度傳感器；

與濕度采集模塊和核心處理器相連的濕度傳感器；

所述電源模塊輸出的電壓直接給核心處理器供電，所述電源模塊輸出的電壓經(jīng)穩(wěn)壓后給各個(gè)模塊供電；

在核心處理器的控制下，通過(guò)電源管理模塊實(shí)現(xiàn)在測(cè)量單元通信禁止時(shí)，對(duì)不需要工作的模塊進(jìn)行斷電；

通過(guò)核心處理器讀取溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)和濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)，在測(cè)量單元通信使能的時(shí)間間隔內(nèi)，將溫濕度數(shù)據(jù)以及測(cè)量單元自身ID識(shí)別號(hào)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊和Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器包括：

通過(guò)數(shù)據(jù)線與終端設(shè)備相連的電源管理模塊；

與終端設(shè)備和電源管理模塊相連的核心處理器；

與電源管理模塊相連的電源穩(wěn)壓模塊；

與電源穩(wěn)壓模塊相連的通信管理模塊；

與通信管理模塊和核心處理器相連的無(wú)線收發(fā)模塊，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的無(wú)線收發(fā)模塊與測(cè)量單元中的無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連接；

所述終端設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)線輸出的電壓經(jīng)穩(wěn)壓后給各個(gè)模塊供電，所述核心處理器直接通過(guò)終端設(shè)備供電；

在核心處理器的控制下，通過(guò)電源管理模塊實(shí)現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通信禁止時(shí)，對(duì)不需要工作的模塊進(jìn)行斷電；

系統(tǒng)上電后網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)核心處理器進(jìn)行能量掃描，獲取Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)多個(gè)測(cè)量單元的ID識(shí)別碼，通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊與同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的測(cè)量單元1發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求。

更進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器還包括：與電源管理模塊和電源穩(wěn)壓模塊相連的溫度采集模塊；與溫度采集模塊和核心處理器相連的溫度傳感器；與電源管理模塊和電源穩(wěn)壓模塊相連的濕度采集模塊；與濕度采集模塊和核心處理器相連的濕度傳感器。

進(jìn)一步的，所述終端設(shè)備通過(guò)USB接口、藍(lán)牙或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與打印機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

進(jìn)一步的，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與終端設(shè)備通過(guò)USB接口和數(shù)據(jù)線相連。

進(jìn)一步的，所述測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的核心處理器均選用Microchip公司的PIC18F25K20；所述測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的電源穩(wěn)壓模塊均采用MCP1700；所述測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的溫度傳感器均采用TSIC506；所述測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的濕度傳感器均采用HYT271。

進(jìn)一步的，所述測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的無(wú)線收發(fā)模塊均選用Microchip公司的MRF24J40MB、2.4GHz的無(wú)線通信模塊，最大射頻發(fā)送功率20dbm，接收靈敏度為-104dbm，空曠場(chǎng)合通信距離1200m，能夠保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

本發(fā)明還提供了一種基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)各個(gè)測(cè)量單元以廣播的方式進(jìn)行時(shí)間統(tǒng)一以及網(wǎng)絡(luò)同步；

步驟二、測(cè)量單元中，通過(guò)核心處理器讀取溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)和濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)；

步驟三、在測(cè)量單元通信使能的時(shí)間間隔內(nèi)，將溫濕度數(shù)據(jù)以及測(cè)量單元自身ID識(shí)別號(hào)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊和Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器；

步驟四、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中的核心處理器將接收到的溫度和濕度數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線傳輸給終端設(shè)備進(jìn)行處理；

步驟五、溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò)終端設(shè)備中的上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示、監(jiān)控、存儲(chǔ)、查詢以及打印；

步驟六、通過(guò)打印機(jī)打印溫濕度數(shù)據(jù)文件。

進(jìn)一步的，步驟一的具體過(guò)程是：所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)送廣播報(bào)文，各個(gè)測(cè)量單元收到報(bào)文后，首先判定報(bào)文類別，如果是通信報(bào)文，則回復(fù)本測(cè)量單元采集的溫濕度數(shù)據(jù)信息，如果是廣播報(bào)文，則測(cè)量單元不進(jìn)行回復(fù)，只是根據(jù)報(bào)文中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘校準(zhǔn)值，加上通信傳輸延遲和數(shù)據(jù)發(fā)送、接收延遲，將修改后的校準(zhǔn)值寫入到測(cè)量單元本地的時(shí)鐘校準(zhǔn)寄存器中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫度和濕度數(shù)據(jù)的自動(dòng)檢測(cè)，多路溫度和濕度數(shù)據(jù)由測(cè)量單元通過(guò)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)數(shù)據(jù)線將多路溫度和濕度數(shù)據(jù)傳輸給終端設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控、存儲(chǔ)和處理。相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明滿足檢測(cè)車輛空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效果要求，可以有效精準(zhǔn)地分析車內(nèi)溫濕度現(xiàn)狀、研究車內(nèi)空調(diào)質(zhì)量，從而改善車輛空調(diào)系統(tǒng)檢測(cè)工藝手段，提高溫濕度檢測(cè)工藝技術(shù)水平。

2、本發(fā)明中，溫度傳感器的測(cè)量精度為±0.15℃，濕度傳感器的測(cè)量精度為±3％RH，可以實(shí)現(xiàn)高精度的溫濕度數(shù)據(jù)測(cè)量，測(cè)量精度較高。

3、本發(fā)明中的測(cè)量單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器體積小、功耗低、重量輕、方便安裝。

4、本發(fā)明選擇星型拓?fù)渥鳛樵撓到y(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的組建，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與多個(gè)具有唯一ID標(biāo)識(shí)碼的測(cè)量單元組建成一個(gè)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，即一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器可以接收多個(gè)測(cè)量單元采集的數(shù)據(jù)信息，具有網(wǎng)容量大、系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)安裝布置方便，低功耗的特點(diǎn)，同時(shí)，這種星型拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)能夠保證測(cè)量單元可以按照需求動(dòng)態(tài)的增加、刪除，操作較為方便。另外，通信鏈路的建立和數(shù)據(jù)傳輸具有穩(wěn)定、安全可靠的優(yōu)點(diǎn)。

5、本發(fā)明通過(guò)Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的采集和監(jiān)控，該Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧具有以下特點(diǎn)：

(1)網(wǎng)絡(luò)容量大：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器最多可管理127個(gè)測(cè)量單元，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器還可通過(guò)上一層網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)管理，最多可組成1018個(gè)節(jié)點(diǎn)的大網(wǎng)。

(2)低功耗：各個(gè)測(cè)量單元在專用時(shí)隙內(nèi)向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2傳送數(shù)據(jù)包，傳送完畢后，自動(dòng)進(jìn)入休眠模式(RTC運(yùn)行)。

(3)安全：提供了基于循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)的數(shù)據(jù)包完整性檢查功能，支持通信前連接和認(rèn)證，提供了IEEE 802.15.4規(guī)范定義的七種安全模式，以滿足各種安全性需求。

(4)免執(zhí)照頻段：使用工業(yè)科學(xué)醫(yī)療(ISM)頻段：915MHz(美國(guó))、868MHz(歐洲)、2.4GHz(全球)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為測(cè)量單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、測(cè)量單元，2、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，3、數(shù)據(jù)線，4、終端設(shè)備，5、打印機(jī)。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1所示，本發(fā)明的基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，主要由多個(gè)測(cè)量單元1、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2、終端設(shè)備4、打印機(jī)5組成。多個(gè)測(cè)量單元1均通過(guò)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2相連接，測(cè)量單元1用于采集溫度和濕度數(shù)據(jù)以及實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的Miwi^TM無(wú)線傳輸，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2用于完成與測(cè)量單元1之間命令的交互以及多路溫度和濕度數(shù)據(jù)的接收與發(fā)送。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2通過(guò)數(shù)據(jù)線3與終端設(shè)備4相連接，終端設(shè)備4中安裝有上位機(jī)軟件，通過(guò)上位機(jī)軟件對(duì)每個(gè)測(cè)量單元1的通訊狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤和檢測(cè)，通過(guò)終端設(shè)備4及上位機(jī)軟件完成多路溫度和濕度數(shù)據(jù)的處理。終端設(shè)備4通過(guò)USB接口、藍(lán)牙或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與打印機(jī)5進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過(guò)打印機(jī)5打印溫度和濕度數(shù)據(jù)文件。

如圖2所示，測(cè)量單元1是一種溫濕度數(shù)據(jù)采集無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)，測(cè)量單元1對(duì)數(shù)據(jù)的采集是定時(shí)啟動(dòng)的，不進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)進(jìn)入休眠模式，模塊功耗小。測(cè)量單元1主要包括電源模塊、電源管理模塊、電源穩(wěn)壓模塊、通信管理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、溫度采集模塊、溫度傳感器、濕度采集模塊、濕度傳感器和核心處理器。通過(guò)電源模塊為整個(gè)測(cè)量單元1供電。電源模塊通過(guò)電源管理模塊和后級(jí)單元連接，即電源模塊與電源管理模塊相連，電源管理模塊分別與通信管理模塊、溫度采集模塊和濕度采集模塊相連，電源管理模塊與核心處理器通過(guò)輸入輸出接口GPIOA接口相連。電源管理模塊的作用是：當(dāng)需要通信管理模塊、溫度采集模塊或濕度采集模塊工作時(shí)，才在核心處理器的控制下，通過(guò)電源管理模塊接通電源對(duì)其進(jìn)行供電，當(dāng)工作完成后，可以通過(guò)電源管理模塊對(duì)不工作的模塊進(jìn)行斷電，這樣做可以大大降低系統(tǒng)功耗，從而實(shí)現(xiàn)低功耗的設(shè)計(jì)要求。電源管理模塊與電源穩(wěn)壓模塊相連，通信管理模塊與無(wú)線收發(fā)模塊相連，溫度采集模塊與溫度傳感器相連，濕度采集模塊與濕度傳感器相連，電源穩(wěn)壓模塊分別與通信管理模塊、溫度采集模塊和濕度采集模塊相連。電源模塊輸出的電壓經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后給通信管理模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊供電，進(jìn)而為無(wú)線收發(fā)模塊、溫度傳感器、濕度傳感器供電，核心處理器直接通過(guò)電源模塊供電，不需要經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊。無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)同步串行SPI接口與核心處理器相連，無(wú)線收發(fā)模塊配有高增益的SMA接口天線。溫度傳感器通過(guò)CCP接口與核心處理器相連，濕度傳感器通過(guò)I2C總線與核心處理器相連。核心處理器的外圍電路包括提供時(shí)鐘的4M晶振、供內(nèi)部調(diào)試用的串口UART、按鍵以及用于狀態(tài)指示的指示燈，其中按鍵可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備開(kāi)啟以及網(wǎng)絡(luò)組建，指示燈可以指示測(cè)量單元1開(kāi)機(jī)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組建狀態(tài)以及射頻信號(hào)強(qiáng)度。

測(cè)量單元1工作原理說(shuō)明：測(cè)量單元1中，在核心處理器的控制下，通過(guò)CCP接口讀取溫度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)I2C接口讀取濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)，為了提高信噪比，抑制高頻噪聲，在軟件上設(shè)計(jì)低通濾波器，其輸出連同采集時(shí)刻的時(shí)間信息，測(cè)量單元1自身識(shí)別號(hào)(ID)信息一起打包，在該測(cè)量單元1通信使能的時(shí)間間隔內(nèi)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2，電源模塊經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓和電源管理模塊后，給各個(gè)模塊供電，以及實(shí)現(xiàn)在該測(cè)量單元1通信禁止時(shí)，禁止掉部分模塊的供電，從而降低系統(tǒng)的功耗。

如圖3所示，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2為整個(gè)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的核心，上電后自動(dòng)配置整個(gè)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2主要包括電源管理模塊、電源穩(wěn)壓模塊、通信管理模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、溫度采集模塊、溫度傳感器、濕度采集模塊、濕度傳感器和核心處理器。電源管理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線3與終端設(shè)備4相連，通過(guò)終端設(shè)備4為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2供電。電源管理模塊分別與通信管理模塊、溫度采集模塊和濕度采集模塊相連，電源管理模塊與核心處理器通過(guò)GPIOA接口相連。電源管理模塊的作用是：當(dāng)需要核心處理器、通信管理模塊、溫度采集模塊或濕度采集模塊工作時(shí)，才通過(guò)電源管理模塊接通電源對(duì)其進(jìn)行供電，當(dāng)工作完成后，可以通過(guò)電源管理模塊對(duì)不工作的模塊進(jìn)行斷電，這樣做可以大大降低系統(tǒng)功耗，從而實(shí)現(xiàn)低功耗的設(shè)計(jì)要求。電源管理模塊與電源穩(wěn)壓模塊相連，通信管理模塊與無(wú)線收發(fā)模塊相連，溫度采集模塊與溫度傳感器相連，濕度采集模塊與濕度傳感器相連，電源穩(wěn)壓模塊分別與通信管理模塊、溫度采集模塊和濕度采集模塊相連。電源管理模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線3與終端設(shè)備4相連，終端設(shè)備4通過(guò)數(shù)據(jù)線3輸出的電壓經(jīng)電源管理模塊傳輸給電源穩(wěn)壓模塊，經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后給通信管理模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊供電，進(jìn)而為無(wú)線收發(fā)模塊、溫度傳感器、濕度傳感器供電，核心處理器直接通過(guò)終端設(shè)備4供電，不需要經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊。無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)SPI接口與核心處理器相連，無(wú)線收發(fā)模塊配有高增益的SMA接口天線。溫度傳感器通過(guò)CCP接口與核心處理器相連，濕度傳感器通過(guò)I2C總線與核心處理器相連。核心處理器通過(guò)串口UART、數(shù)據(jù)線3與終端設(shè)備4相連。核心處理器的外圍電路包括提供時(shí)鐘的4M晶振、按鍵以及用于狀態(tài)指示的指示燈，其中按鍵可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備開(kāi)啟以及網(wǎng)絡(luò)組建，指示燈可以指示網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2開(kāi)機(jī)狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)組建狀態(tài)以及射頻信號(hào)強(qiáng)度。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的無(wú)線收發(fā)模塊與測(cè)量單元1中的無(wú)線收發(fā)模塊通過(guò)Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)相連接。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2工作原理說(shuō)明：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2接收測(cè)量單元1的無(wú)線數(shù)據(jù)報(bào)文，首先要先對(duì)報(bào)文進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，以確認(rèn)在數(shù)據(jù)發(fā)送、傳輸以及接收的過(guò)程中沒(méi)有受到干擾，導(dǎo)致數(shù)據(jù)改變，如果校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有誤，則通知測(cè)量單元1重新發(fā)送，連續(xù)三次錯(cuò)誤，上報(bào)到終端設(shè)備4處理。如果校驗(yàn)無(wú)誤，則判斷該數(shù)據(jù)報(bào)文的測(cè)量單元1的獨(dú)有的ID信息，再將該報(bào)文中的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)以及采集時(shí)刻的時(shí)間信息，一起存放到數(shù)組中，再將該數(shù)組的數(shù)據(jù)加上校驗(yàn)信息通過(guò)數(shù)據(jù)線3發(fā)送給終端設(shè)備4，此后，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2進(jìn)入通信調(diào)度程序，判定下一個(gè)將要與之通信的測(cè)量單元1以及計(jì)算通信的時(shí)刻，如此往復(fù)。

網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2與測(cè)量單元1之間的命令交互以廣播方式進(jìn)行，即每個(gè)測(cè)量單元1通過(guò)核心處理器設(shè)置唯一一個(gè)ID識(shí)別碼，在使用中通過(guò)ID識(shí)別碼可以區(qū)別各測(cè)量單元1的數(shù)據(jù)信息。系統(tǒng)上電后網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2通過(guò)核心處理器進(jìn)行能量掃描，獲取Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)多個(gè)測(cè)量單元1的ID識(shí)別碼，并通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊與同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的測(cè)量單元1發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接請(qǐng)求。

本發(fā)明的基于Miwi^TM無(wú)線傳輸技術(shù)的溫濕度自動(dòng)檢測(cè)方法，其具體實(shí)施過(guò)程如下：

步驟一、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2對(duì)各個(gè)測(cè)量單元1以廣播的方式進(jìn)行時(shí)間統(tǒng)一以及網(wǎng)絡(luò)同步。具體做法是：網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2發(fā)送廣播報(bào)文，各個(gè)測(cè)量單元1收到報(bào)文后，首先判定報(bào)文類別，如果是通信報(bào)文，則回復(fù)本測(cè)量單元1采集的溫度信息和濕度信息，如果是廣播報(bào)文，則測(cè)量單元1不進(jìn)行回復(fù)，只是根據(jù)報(bào)文中的網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘校準(zhǔn)值，加上通信傳輸延遲和數(shù)據(jù)發(fā)送、接收延遲，將修改后的校準(zhǔn)值寫入到測(cè)量單元1本地的時(shí)鐘校準(zhǔn)寄存器中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步。

步驟二、通過(guò)測(cè)量單元1中的溫度采集模塊采集溫度數(shù)據(jù)，通過(guò)測(cè)量單元1中的濕度采集模塊采集濕度數(shù)據(jù)。

步驟三、測(cè)量單元1中，溫度數(shù)據(jù)通過(guò)溫度傳感器傳輸給核心處理器，濕度數(shù)據(jù)通過(guò)濕度傳感器傳輸給核心處理器。

步驟四、測(cè)量單元1中的核心處理器將溫度和濕度數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊以及Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2。各個(gè)測(cè)量單元1需要在專用時(shí)隙內(nèi)向網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2傳送數(shù)據(jù)包，這樣做可以避免不同測(cè)量單元1之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)呐鲎病?/p>

Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的MAC層采用了完全確認(rèn)的數(shù)據(jù)傳輸模式，每個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)包都必須等待接收方的確認(rèn)信息。如果傳輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題可進(jìn)行重發(fā)，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該Miwi^TM無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧帶有網(wǎng)絡(luò)管理功能，基于CSMA/CA碰撞避免策略及七種數(shù)據(jù)加密方法，可以保證數(shù)據(jù)通信鏈路的建立和安全傳輸，避免了傳統(tǒng)方法所帶來(lái)的安全隱患。

步驟五、網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的核心處理器將接收到的溫度和濕度數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線3傳輸給終端設(shè)備4進(jìn)行處理。

步驟六、溫度和濕度數(shù)據(jù)通過(guò)終端設(shè)備4中的上位機(jī)軟件進(jìn)行顯示、監(jiān)控、存儲(chǔ)、查詢以及打印。數(shù)據(jù)的顯示方式有表格、曲線形式，數(shù)據(jù)以Word表格形式存儲(chǔ)，可以查詢、打印各個(gè)時(shí)段的溫濕度曲線以及溫濕度表。針對(duì)不同的列車車型，數(shù)據(jù)文件中對(duì)車號(hào)、車型、配屬路局、試驗(yàn)單位、試驗(yàn)者等信息保存成不同的文檔表頭，便于區(qū)別各個(gè)車型的數(shù)據(jù)文件。

步驟七、通過(guò)打印機(jī)5可以打印溫度和濕度數(shù)據(jù)文件。

本實(shí)施方式中，選擇的Miwi^TM無(wú)線通信的頻帶為2.4G，帶寬為30bps。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的核心處理器均選用Microchip公司的PIC18F25K20，是一種帶有串行外設(shè)接口的Microchip 8位單片機(jī)，它的接口資源豐富，并且具有該公司專利納瓦級(jí)低功耗管理技術(shù)，休眠時(shí)電流低至800nA。在休眠時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)鐘RTC單元處于運(yùn)行狀態(tài)，定時(shí)時(shí)間到，立即自動(dòng)喚醒，進(jìn)入全速工作模式，采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線收發(fā)模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸以及網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘的同步，最后再次進(jìn)入休眠模式，以實(shí)現(xiàn)電池供電設(shè)備的低功耗設(shè)計(jì)。

本實(shí)施方式中，終端設(shè)備4采用計(jì)算機(jī)。

本實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2與終端設(shè)備4通過(guò)USB接口和數(shù)據(jù)線3相連，也可以是其他有線連接方式。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1中的電源模塊采用2節(jié)1.5V電池，電池標(biāo)準(zhǔn)為AAA級(jí)，6V電壓經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的3.3V電壓，給通信管理模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊供電，進(jìn)而為無(wú)線收發(fā)模塊、溫度傳感器、濕度傳感器供電。

本實(shí)施方式中，終端設(shè)備4通過(guò)數(shù)據(jù)線3為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2提供6V電壓，6V電壓經(jīng)過(guò)電源穩(wěn)壓模塊穩(wěn)壓后得到穩(wěn)定的3.3V電壓，給通信管理模塊、溫度采集模塊、濕度采集模塊供電，進(jìn)而為無(wú)線收發(fā)模塊、溫度傳感器、濕度傳感器供電。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的電源穩(wěn)壓模塊均采用MCP1700。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的無(wú)線收發(fā)模塊均選用Microchip公司的MRF24J40MB、2.4GHz的無(wú)線通信模塊，最大射頻發(fā)送功率可達(dá)20dbm，接收靈敏度為-104dbm，空曠場(chǎng)合通信距離可達(dá)1200m，能夠保證數(shù)據(jù)穩(wěn)定傳輸。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的溫度傳感器均為數(shù)字傳感器，均采用TSIC506，具有工作電流低、功耗小、適用于移動(dòng)設(shè)備等特點(diǎn)。

本實(shí)施方式中，測(cè)量單元1和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的濕度傳感器均為數(shù)字傳感器，均采用HYT271，具有工作電流低、功耗小、適用于移動(dòng)設(shè)備等特點(diǎn)。

本實(shí)施方式中，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器2中的溫度傳感器和濕度傳感器為備用器件，可用也可不用。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。