程思尧 梁科 张方超 杜秋宇

摘要 Zigbee技术为一种双向性、短距离、低速率的无线传输方式，其主要通过网络节点与终端节点的相互联结，实现信息数据由现场环境至系统控制中心的高效通信传输。基于此，本文首先对Zigbee技术应用的相关概念进行了阐释;求，从网络节点和终端节点两个角度出发，对单片机、电源电路、“看门狗”电路、Zigbee模块等多种结构的应用实现做出了重点研究。

【关键词】Zigbee技术 远程监控系统 “看门狗” 电路

现阶段，随着社会科学水平的不断提高，我国在远程监控技术领域实现了飞速的发展。在这样的时代背景下，将Zigbee技术到远程监控系统的设计开发当中，能有效提升现场数据信息的传输质量和传输安全性。据此，我们有必要对Zigbee技术在远程监控系统中的应用进行分析研究。

1 Zigbee技术应用的相关概述

从名称来源上看，“Zigbee”名称借鉴于大自然当中，意在通过自然界中蜂群数量众多、食物需求较小的信息交换机制，描述这一网络技术的高适应、低成本特点。进一步讲，Zigbee为一种双向性、短距离、低速率的无线传输方式，其主要通过网络节点与终端节点的相互联结，实现信息数据由现场环境至系统控制中心的高效通信传输。现阶段，将这一技术应用到远程监控系统的设计实现当中，能通过多种AES对称加密、公开密钥等多种安全防护模式，实现数据信息的可靠、安全传输，进而在最大程度上避免外界磁场对信号通信的干扰，实现系统故障部分的快速复位。同时，在无需进行数据传输的时间内，系统节点还会像控制中心发出一定的信号信息，完成现场监控设备的关闭睡眠，进而有效地降低成本消耗。

2 Zigbee技术在远程监控系统中的应用实现方法

2.1 系统网络节点的应用实现

在Zigbee技术支持下的远程监控系统当中，网络节点主要负责各类数据信息的转送传递，其硬件结构包括两个Zigbee模块、一个“看门狗”电路、一个单片机和一个电源电路。具体来看：

（1）远程监控系统的单片机设计多选用P87LPC767材料。这一单片机材料类型具有接口输出模式可编程的特点，且保有较高水平的电压操作范围。同时，其内部还配置有一体化的看门狗定时器，可与后续的看门狗电路设计达成良好的适应性;

（2）网络节点电源电路需要对单片机及两个Zigbee模块进行持续、可转换的供电行为，故而其设计需要保证一定的电流调节能力。一般来说，业内多以12伏锂电池作为网络节点的电源供给，并在其后方设置出可将12伏电流转换为5伏电流输出的DC电源，将电源与单片机相连接。与此同时，还应设置出一个可将5伏电流转换为3.3伏电流输出的二级电源，并将其与上级DC电源连接，从而实现对Zigbee模块的供电支持;

（3）在远程监控系统网络节点中的Zigbee模块，为具有16个引脚的封装模块。在实际的设计当中，相关人员只需要应用其中的四个引脚即可。首先，需要將一对引脚与上文所述的二级电源相连，并保证正常的工作电流为3.3伏;其后，需要一对引脚与上位机、下位机相连，以此实现数据信息的采集与传送。

（4）在实际的设计过程中，可将型号为DS1232的看门狗芯片作为系统配置首选，其具有线路结构简单、功能运行稳定的特点，可以有效实现单片机的维稳保护。简单来讲，“看门狗”电路更像是一个定时控制工具。当单片机处在正常的运行状态时，其会按照固定的时间间隔向看门狗芯片发送脉冲信号。此时，一旦单片机处在较强的磁场干扰环境当中，无法由STB引脚向看门狗芯片发送信号时，看门狗芯片即会将当前单片机的工作状态认定为“异常”，并由RST引脚向单片机发送一个复位信号，使单片机的程序数据重新运行并逐渐趋于稳定。

2.2 系统终端节点的应用实现

终端节点位于远程监控系统体系的最末端位置，即应用于实际的监控现场。在Zigbee技术的支持背景下，终端节点主要由单片机、电源电路、显示器、Zigbee模块、数据采集电路、外围电路和看门狗电路组成。其中，单片机、电源电路、看门电路、Zigbee模块的应用设计与上文中网络节点的设计方式大致相同，不多赘述。下面主要来看显示器和数据采集电路两个部分的应用设计：

2.2.1 显示器

远程监控系统终端节点的显示器多为LCD显示，主要负责各类现场信息、设备运行信息的符号、数字与图形显示。在实际的设计当中，应将两块玻璃基板之上加置配向膜，使液晶棒状分子按照具体的沟槽设计进行配向，并实现液晶棒状分子在电厂作用下的光线调制能力，由此保证液晶显示器可通过明暗变化、分子排列而呈现出不同的信息显示效果。此外，为了保证显示器各功能区域的灵活调整，还需要将不同种类显示像素的符号信号设置为独立控制模式，从而进一步提升显示器的调整灵活性。最后，还需将LCD显示控制器的SCLK端、STD端与单片机的两个引脚连接起来，并与单片机应用同一个电源支持。当电源连通后，终端显示屏便会自动亮起，此时单片机程序开始运行，实时的文本和图像信息就会具象显示出来。

2.2.2 数据采集电路

终端节点的数据采集工作，主要是对各类终端设备的运行数据进行采集，如设备启闭状态、电流电压负荷等。现阶段，用于数据采集电路设计的转换器类型共有三种，并行比较型、逐次逼近型和双积分型。这三者在采集速度、采集精度和投入成本上各有优劣，相关人员应按需选择应用具体的转换器类型。在数据采集电路的实际运行过程中，采集到的现场设备信号会经由转换器进入到系统控制器的I/O接口，进而实现进一步的信号分析，并将最终的有价值信号传送至远程监控中心处。

3 总结

总而言之，把Zigbee技术应用到远程监控系统当中，可以有效实现现场数据的无线传输，并提高各类硬件设备的运行反馈效率，以此强化远程监控系统的稳定性、时效性、安全性和经济性。由此可见，Zigbee的应用前景较为良好，日后必将形成更加广泛的应用普及。

参考文献

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