根據(jù)目前柜式無線監(jiān)控系統(tǒng)的設計要求,采用ZigBee無線通信技術(shù),采用C8051F320作為控制器,結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡技術(shù),以B/S技術(shù)作為技術(shù)核心設計了一整套遠程柜式電子稱無線監(jiān)控系統(tǒng)。本文介紹了系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理以及硬件的選擇和軟件的設計。 

國外很多稱量儀器公司在對于無線組網(wǎng)電子秤這方面也因 為市場的需求開發(fā)出了對應市場的產(chǎn)品比如德國公司是計量儀器的重要廠家也開發(fā)出了關(guān)于無線組網(wǎng)方面的電 子秤網(wǎng)絡，美國也在這方面開發(fā)了自己的優(yōu)勢產(chǎn)品 都是基于和藍牙技術(shù)的。在我們國內(nèi)無線電子秤行業(yè)有 很多公司而且一套設備相當昂貴利潤也是十分的可觀比如上海的設備是可以直接跟PDA和互聯(lián)網(wǎng)通訊 的，蘇州也是這方面產(chǎn)品的設備商但是 國內(nèi)市場的產(chǎn)品大部分是基于藍牙技術(shù)的，相對于藍牙技術(shù)來 說優(yōu)勢很明顯功耗小，并且組網(wǎng)規(guī)模大，距離更遠方便 等。本文根柜式電子秤的特點，采用ZigBee技術(shù)，結(jié)合了物聯(lián) 網(wǎng)的相應技術(shù)，實現(xiàn)了局部區(qū)域網(wǎng)絡的簡歷，設計了柜式電子 秤無線監(jiān)控系統(tǒng)。

2.系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

此次設計的硬件設計可以分為數(shù)據(jù)節(jié)點采集端（柜式電子 稱的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送）和數(shù)據(jù)接收處理終端（接收數(shù)據(jù)并存儲 數(shù)據(jù)）兩個部分。數(shù)據(jù)節(jié)點采集端采用的是TI公司的CC2530的 作為無線通信模塊，負責接收數(shù)據(jù)信息，并且將相應的數(shù)據(jù)通 過RS232串口發(fā)送給計算機，該計算機通過web service，將該 數(shù)據(jù)發(fā)送給服務器。管理者可以直接登錄網(wǎng)頁來監(jiān)控電子秤， 通過軟件讀取帶有不同地址的電子秤的物品的數(shù)據(jù)。

2.1C8051F320單片機

控制部分由單片機C8051F320來設計，C8051F320器件使用 Silicon Labs的專利CIF-51微控制器內(nèi)核。CIF-51與MCS-51TM 指令集完全兼容，可以使用標準805x的匯編器和編譯器進行軟 件開發(fā)。這種器件可在工業(yè)溫度范圍（-45"C到+85"C)內(nèi)用 2 . 7V-3. 6V的電壓工作。端口 I/O和/RST引腳都容許5V的輸入信 號電壓。本設計中所使用的C8051F320采用32腳LQFF封裝。

2.2ZigBee無線通信技術(shù)

ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低 成本、低復雜度的無線網(wǎng)絡技術(shù)。在其他無線通信技術(shù)不斷追 求高速率遠距離的今天，ZigBee卻向著低速率近距離的方向邁 進，其目的是為了大幅度降低無線終端的成本及功耗。另外， ZigBee還有網(wǎng)絡容量大，延時短，網(wǎng)絡的自組織、自愈能力 強，通信可靠，數(shù)據(jù)安全，工作頻段靈活等很多其他無線通信 技術(shù)無法比擬的優(yōu)勢。

ZigBee網(wǎng)絡通常由三種節(jié)點構(gòu)成：Coordinator:用來創(chuàng) 建一個ZIGBEE網(wǎng)絡，并為最初加入網(wǎng)絡的節(jié)點分配地址，每個 ZigBee網(wǎng)絡需要且只需要一個Coordinator; Router:也稱為 ZigBee全功能節(jié)點，可以轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，起到路由的作用，也可以 收發(fā)數(shù)據(jù)，當成一個數(shù)據(jù)節(jié)點，還能保持網(wǎng)絡，為后加入的節(jié) 點分配地址；End Device:終端節(jié)點，通常定義為電池供電的 低功耗設備，通常只周期性發(fā)送數(shù)據(jù)，不接收數(shù)據(jù)。TI公司的 CC2530, CC2530集成了51單片機內(nèi)核，相比于眾多的ZigBee芯 片,CC2530具有良好的特性，目前被廣泛采用。CC2530是用于 2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應用的一個真正的 片上系統(tǒng)（SoC)解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本 建立強大的網(wǎng)絡節(jié)點。CC2530結(jié)合了領(lǐng)先的RF收發(fā)器的優(yōu)良 性能，業(yè)界標準的增強型8051 CFU，系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他強大的功能。

2.3數(shù)據(jù)接收端

此次設計中數(shù)據(jù)接收終端的硬件設計，主要包括控制器 C8〇51F320單片機、基于CC2530的ZigBee無線通信模塊、USB通 信模塊。在本文中采用了FTBM232作為通行模塊，一方面，USB 為系統(tǒng)提供電源，另外一個方面采用了同坐通信。

FT245BM是FTDI ( Future Technology Devices IntlLtd) 公司的多種快速USB通信接口解決方案之一。它無需編寫片 內(nèi)固件程序,上層FC機則使用FTDI公司提供的官方驅(qū)動程序。 FT245BM芯片的主要功能是在內(nèi)部硬件邏輯的作用下實現(xiàn)USB串 行數(shù)據(jù)格式與并行數(shù)據(jù)格式的雙向轉(zhuǎn)換。FC機通過USB接口與 FT245BM進行數(shù)據(jù)交換,FT245BM則通過并行方式與下位微控制器 通信。FT245BM支持USB總線取電和系統(tǒng)自取電兩種模式。采 用USB總線取電時的最大電流可以到500mA ,這個電流基本滿足 一般系統(tǒng)的要求。但在本設計中，由于系統(tǒng)的功耗比較大，所 以采取了自取電模式保證了系統(tǒng)的安全。

3.系統(tǒng)軟件設計

3.1B/S體系結(jié)構(gòu)模式

本系統(tǒng)采用了基于B/S體系結(jié)構(gòu)模式來進行系統(tǒng)的設計建立了三層結(jié)構(gòu)，它以訪問WE：B數(shù)據(jù)庫為中心，HTTP為傳輸協(xié) 議，客戶端通過瀏覽器(Browser)訪問WE：B服務器和與其相連的 后臺數(shù)據(jù)庫，其具體的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖中從左到右，分為三個層次：第一層是客戶端即瀏覽 器，主要完成客戶和后臺的交互及最終查詢結(jié)果的輸出功能， 在這里主要是柜式天平的信息。在客戶端向指定的Web服務器提 出服務器請求，Web服務器用HTTF協(xié)議把所需文件資料傳給用 戶，客戶端接受并顯示在WWW瀏覽器上；第二層Web服務器是功 能層，完成客戶的應用功能，即卩Web服務器接受客戶請求，并與 后臺數(shù)據(jù)庫連接，進行申請?zhí)幚?，然后將處理結(jié)果返回Web服務 器，再傳至客戶端；第三層數(shù)據(jù)庫服務器是數(shù)據(jù)層。數(shù)據(jù)庫服 務器應客戶請求獨立地進行各種數(shù)據(jù)的處理。

3.2系統(tǒng)軟件設計

系統(tǒng)的硬件部分采用了KeilC51單片機軟件和C語言編寫程 序，可以分為數(shù)據(jù)接收端和數(shù)據(jù)采集端兩個部分。在基于B/S 結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡編程中采用Microsoft Visual Studio和Microsoft SQL Server 2005相結(jié)合，并且在整個系統(tǒng)地開發(fā)過程中，用了 大量控件，這些控件都來自.NET Framework類，這些類都是由 系統(tǒng)提供的，加快了開發(fā)的流程。

3.3信息處理模塊

信息處理過程是在傳感器節(jié)點的硬件檢測電路檢測到其 所在的環(huán)境（監(jiān)測的參數(shù)）發(fā)生變化時，由傳感器節(jié)點中的

Zigbee模塊對信息簡單處理后，主動 發(fā)起連接將處理后的信息傳送給協(xié)調(diào) 器，其通信流程如圖3所示。

4.結(jié)束語

本系統(tǒng)以C8051F320為核心部件，采用了ZigBee無線通信技術(shù)，結(jié)合物 聯(lián)網(wǎng)的相應概念。以B/S技術(shù)作為技術(shù) 核心設計了一整套遠程柜式電子稱無 線監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，操作方 便，經(jīng)過測試顯示，系統(tǒng)的可靠性已 經(jīng)基本達到了實際溫濕度監(jiān)測應用的 設計要求，在工業(yè)生產(chǎn)中具有廣闊的 應用前景。