基于ZigBee和ARM的電熱膜供暖控制系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、隨著我國霧霾狀況的日益惡化，當下粗放型經(jīng)濟發(fā)展模式的轉(zhuǎn)型已迫在眉睫，低碳環(huán)保的電熱膜供暖是替代傳統(tǒng)的集中燃煤供暖的理想方案之一，更是減少因供暖因素導致的霧霾的一種可行方式。電熱膜在外加電場的作用下，通過內(nèi)部分子的布朗運動而產(chǎn)生熱量，除了少部分流失外，絕大多數(shù)熱量以輻射和對流的方式傳遞到房間中。
　　本文以電熱膜供暖系統(tǒng)為對象，基于ZigBee無線通信技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，設(shè)計了一套完整的電熱膜供暖控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)在保持電熱膜供暖低

2、碳環(huán)保優(yōu)勢的同時，將其完善成為了一個省電經(jīng)濟、操作簡便、運行穩(wěn)定、易于安裝的產(chǎn)品，為電熱膜供暖產(chǎn)品的市場推廣進行了探索。
　　本文首先給出了系統(tǒng)的整體設(shè)計方案，本文設(shè)計的電熱膜供暖控制系統(tǒng)采用“集中管理，分散控制”的結(jié)構(gòu)，可以將系統(tǒng)劃分為無線溫控器和嵌入式監(jiān)控終端兩個模塊。無線溫控器基于CC2530和Z-Stack軟硬件平臺開發(fā)，實現(xiàn)了溫度的檢測和控制、ZigBee無線通信以及人機接口功能。嵌入式監(jiān)控終端基于S3C2440A和Qt

3、/Embedded軟硬件平臺開發(fā)，實現(xiàn)了ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)存儲以及溫控器監(jiān)控管理人機界面等功能，其中ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)通過將ZigBee協(xié)議和TCP協(xié)議相互轉(zhuǎn)換，從而使得用戶可以通過手機遠程查看和操作溫控器。
　　接下來，本文完成了無線溫控器的軟硬件設(shè)計，本文實現(xiàn)了按鍵式和觸摸式兩種款式的溫控器，設(shè)計時充分考慮了外觀、成本、用戶體驗等因素。硬件設(shè)計方面，以CC2530為核心設(shè)計了電源、溫度檢測與控制、人機接口等外

4、圍接口電路，并給出了具體實現(xiàn)的電路原理圖;軟件設(shè)計方面，基于Z-Stack協(xié)議棧開發(fā)了應(yīng)用軟件，實現(xiàn)了溫度檢測與控制、無線通信、人機接口等功能，并給出了關(guān)鍵子程序的流程圖。
　　然后，本文完成了嵌入式監(jiān)控終端的軟硬件設(shè)計，硬件設(shè)計方面，基于S3C2440A設(shè)計了電源、微處理器最小系統(tǒng)、網(wǎng)關(guān)模塊、觸摸屏等外圍電路，給出了具體實現(xiàn)的電路原理圖。軟件設(shè)計分為底層軟件設(shè)計和應(yīng)用軟件設(shè)計兩部分，底層軟件設(shè)計完成了嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核移植、文件系

5、統(tǒng)的制作、設(shè)備驅(qū)動程序開發(fā)等，應(yīng)用軟件基于Qt/Embedded庫開發(fā)，實現(xiàn)了ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)存儲以及溫控器監(jiān)控管理等功能，并給出了關(guān)鍵子程序的流程圖。
　　最后，對本文設(shè)計的電熱膜供暖控制系統(tǒng)進行了調(diào)試，測試結(jié)果表明，本文設(shè)計的無線溫控器溫度控制平穩(wěn)、操作簡單、無線通信穩(wěn)定可靠，通過嵌入式監(jiān)控終端可以方便的對多臺溫控器集中監(jiān)控和管理，并且通過ZigBee/TCP網(wǎng)關(guān)可以實現(xiàn)遠程手機監(jiān)控。本文開發(fā)的電熱膜供暖控制系統(tǒng)