題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 無(wú)線室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)收發(fā)器
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品采用低功耗、低成本以及組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)的ZigBee技術(shù),結(jié)合熱釋電傳感器以及DS18B20數(shù)字溫度傳感器,實(shí)現(xiàn)了自組網(wǎng)的無(wú)線溫度監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)ZigBee的工作頻段靈活，免執(zhí)照，沒(méi)有使用費(fèi)。它的溫度測(cè)量范圍是可調(diào)的，最大測(cè)量范圍-50℃—+150℃，適應(yīng)于各種需要溫度測(cè)量的工礦企業(yè)和家中。
- 詳細(xì)介紹：
- 無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)主要可分為協(xié)調(diào)器和節(jié)點(diǎn)兩大部分。每個(gè)系統(tǒng)一般只有1個(gè)協(xié)調(diào)器，包括溫度采集發(fā)送單元、射頻數(shù)據(jù)接收單元、顯示單元、電源模塊及接口單元。節(jié)點(diǎn)分布在溫度采集點(diǎn)，由數(shù)字溫度傳感器DS18B20、射頻模塊、天線及電池組成，LCD為可選。射頻數(shù)據(jù)接收單元采用CC2430，LCD顯示器，串口轉(zhuǎn)USB模塊直接接上位機(jī)，設(shè)計(jì)有數(shù)據(jù)傳輸接口，直接通過(guò)Internet或遠(yuǎn)程控制進(jìn)行定時(shí)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳送。 另外，本作品還與人體紅外（熱釋電）相結(jié)合，即采用熱釋電傳感器充當(dāng)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)其感應(yīng)到室內(nèi)有人體活動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)采集，否則終端節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入睡眠狀態(tài)，這就導(dǎo)致了本作品具有極好的節(jié)能功效。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 設(shè)計(jì)目的： 我國(guó)北方地區(qū)的冬季供暖期間，因供暖質(zhì)量引發(fā)的投訴問(wèn)題一直困擾著政府部門(mén)、供暖公司和用戶(hù)。為了減少用戶(hù)投訴，及時(shí)監(jiān)測(cè)用戶(hù)室內(nèi)溫度，我們提出了設(shè)計(jì)“無(wú)線室內(nèi)溫度監(jiān)測(cè)收發(fā)器”作品的想法。 設(shè)計(jì)思路： 本作品由協(xié)調(diào)器、終端節(jié)點(diǎn)和上位機(jī)系統(tǒng)三部分組成，分塊設(shè)計(jì)?！ ? 作品制作的創(chuàng)新點(diǎn)： 1、采用新興的無(wú)線傳輸技術(shù)； 2、采用熱釋電充當(dāng)控制開(kāi)關(guān)； 3、作品數(shù)據(jù)采集端尺寸??； 4、作品可實(shí)現(xiàn)的功能具有可擴(kuò)展性； 5、接收節(jié)點(diǎn)的遠(yuǎn)距離傳輸方式可以靈活選擇； 作品技術(shù)關(guān)鍵： 1、多個(gè)點(diǎn)測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的識(shí)別； 2、房間間壁墻對(duì)無(wú)線電波的阻擋引起的信號(hào)衰落、噪聲等產(chǎn)生的數(shù)據(jù)傳輸誤差的處理； 3、對(duì)連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)引起的數(shù)據(jù)包丟失的處理； 4、接收節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)遠(yuǎn)距離傳輸接口設(shè)計(jì)； 5、軟件設(shè)計(jì)直接影響本作品制作的工作性能及效率。 作品主要技術(shù)指標(biāo)： 溫度測(cè)量范圍：-40℃——85℃ 數(shù)據(jù)傳輸速率：250KB/s 數(shù)據(jù)傳輸范圍：30米
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 溫度測(cè)量是測(cè)量控制系統(tǒng)中最為普遍的，目前的溫度測(cè)量系統(tǒng)大多采用基于單片機(jī)外加無(wú)線射頻模塊的技術(shù)方案。 本作品設(shè)計(jì)思想是利用無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的概念，利用室內(nèi)多個(gè)溫度采集節(jié)點(diǎn)建立幾米到幾十米距離范圍內(nèi)的無(wú)線傳輸，以實(shí)現(xiàn)室內(nèi)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如需更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)傳送，可以通過(guò)接入互聯(lián)網(wǎng)、有線電話、移動(dòng)通信和GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸。 本作品突出的技術(shù)特點(diǎn)：是采用當(dāng)前先進(jìn)的ZigBee技術(shù)，選取Chipon AS 公司生產(chǎn)的芯片CC2430-F128，工作在全球免費(fèi)的ISM頻段2.4GHz。本作品還與人體紅外（熱釋電）相結(jié)合，即采用熱釋電傳感器充當(dāng)控制開(kāi)關(guān)，當(dāng)其感應(yīng)到室內(nèi)有人體活動(dòng)時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行室內(nèi)溫度數(shù)據(jù)采集，否則終端節(jié)點(diǎn)將進(jìn)入睡眠狀態(tài)，這就導(dǎo)致了本作品具有極好的節(jié)能功效。 另外，本作品還可以通過(guò)并聯(lián)不同性能的傳感器實(shí)現(xiàn)不同的功能，如實(shí)現(xiàn)室內(nèi)濕度測(cè)量，甲烷濃度測(cè)量等。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2009年5月30日，東北大學(xué)，遼寧省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品答辯、作品展示。獲一等獎(jiǎng)（證書(shū)待發(fā)）。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物 視頻 圖片 現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 使用時(shí)將終端節(jié)點(diǎn)安裝在室內(nèi)，協(xié)調(diào)器安裝在室內(nèi)或室外。 技術(shù)特點(diǎn)： 1、采用基于zigbee的cc2430芯片； 2、同時(shí)支持PCB陶瓷天線和SMA做外接天線； 3、采用人體紅外作為傳送控制方式； 技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 所選CC2430芯片結(jié)合溫度傳感器和人體紅外設(shè)備具有極好的節(jié)能功效和擴(kuò)展空間。 作品的適應(yīng)范圍及推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明： 作品采用的CC2430芯片工作在免費(fèi)的2.4 GHz頻段，可以適用于各種需要溫度測(cè)量的場(chǎng)合。本作品擴(kuò)展能力也不錯(cuò)，只要稍加處理即可應(yīng)用于煤氣，電壓，濕度等多指標(biāo)測(cè)量當(dāng)中。 市場(chǎng)分析及經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)： 以沈陽(yáng)市為例，城市人口在500萬(wàn)左右，每個(gè)住戶(hù)安裝兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)，保守估計(jì)本產(chǎn)品推廣后，那么將會(huì)有近100萬(wàn)個(gè)終端節(jié)點(diǎn)需要安裝，所需費(fèi)用為1億元左右?？梢?jiàn)本作品具有廣闊的市場(chǎng)空間。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 溫度測(cè)量是測(cè)量控制系統(tǒng)中最為普遍的，目前大多采用基于單片機(jī)控制的有線溫度測(cè)量或在此基礎(chǔ)上外加無(wú)線射頻模塊的無(wú)線溫度測(cè)量技術(shù)解決方案。 本作品采用的是新興的無(wú)線個(gè)人域網(wǎng)技術(shù)——ZigBee技術(shù)，選用的芯片為挪威Chipon AS 公司CC2430-F128，CC2430-F128集合了一顆強(qiáng)大的魯棒射頻，可編程的微控制器，128K閃存和IEEE802.15.4，ZigBee兩個(gè)軟體，是一個(gè)典型的片上系統(tǒng)，該技術(shù)特點(diǎn)是功耗小、傳輸距離短、成本低、安裝簡(jiǎn)單、傳輸可靠，簡(jiǎn)單靈活的組網(wǎng)方式。 ZigBee技術(shù)是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，這從“中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)”搜索得到的數(shù)據(jù)中可以清楚地看出。若以“Zigbee”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，可以檢索到的論文數(shù)達(dá) 676 篇（1994－2008年）。這676篇論文發(fā)表的時(shí)間分布是不均衡的。1994－2000年為0篇，2000-2005年為49篇，2005-2007年增加到349篇，2008年一年就有278篇；從外文數(shù)據(jù)庫(kù)SpringerLink中，若以“Zigbee”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行搜索，可以檢索到的論文數(shù)達(dá) 606 篇。這充分表明，自2000年以來(lái)ZigBee技術(shù)日益受到人們的廣泛關(guān)注，成為理論研究與實(shí)踐的重點(diǎn)課題。 若以“Zigbee、溫度”作為關(guān)鍵詞進(jìn)行模糊匹配搜索，可以檢索到的論文數(shù)為1篇，題名為“基于PIC18F452單片機(jī)的無(wú)線Zigbee溫度傳感器設(shè)計(jì)”，其芯片選擇與我們這款作品有較大差別。這說(shuō)明我們這一作品在國(guó)內(nèi)具有領(lǐng)先水平。 由于溫度測(cè)量在各行各業(yè)都有需求，因此本作品具有的顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，具有巨大的市場(chǎng)潛力。
