⽆线传感器的定义、功能特点、技术指标及类型、选择⽅法、应⽤、⽤途
⼀、⽆线传感器的定义
⽆线传感器的组成模块封装在⼀个外壳内，在⼯作时它将由电池或振动发电机提供电源，构成⽆线传感器⽹络节点，由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点，通过⾃组织的⽅式构成⽹络。它可以采集设备的数字信号通过⽹络传输到监控中⼼的⽆线⽹关，直接送⼊计算机，进⾏分析处理。如果需要，⽆线传感器也可以实时传输采集的整个时间历程信号。监控中⼼也可以通过⽹关把控制、参数设置等信息⽆线传输给节点。数据调理采集处理模块把传感器输出的微弱信号经过放⼤，滤波等调理电路后，送到模数转换器，转变为数字信号，送到主处理器进⾏数字信号处理，计算出传感器的有效值，位移值等。
⼆、⽆线传感器的功能特点
1、⽆线智能温度变送器可以多节点⽆线组⽹，点对多点⽆线组⽹。理论上同⼀个接收器可以接收255个⽆线变送器的传输数据，但实际上要根据现场使⽤⼯矿和⽆线变送器的数据发送时间间隔⽽定。 2、⽆线智能温度变送器具有仪器设备的型号、编号、ID号、数据发送时间间隔、通讯波特率、阻尼系数
、修正系数以及温度计量单位等出⼚参数的存储功能，具有对供电电压、传感器、温度标定参数以及CPU等故障⾃诊断功能。
3、在中控室通过⽆线⽅式，可以直接对连接在节点上的变送器进⾏参数的设置更改和故障的⾃诊断，实现对变送器的⽆线远程操作。
4、⽆线智能温度变送器使⽤不受限制的2400.0 – 2483.5MHz公⽤频道，不必申请专⽤频道。
5、⽆线智能温度变送器具有两种当地显⽰⽅式。显⽰模式下，变送器的液晶显⽰器实时显⽰当前温度；不显模式下，按变送器上的显⽰开关，可显⽰当前温度。
6、⽆线变送器的所有电路设计采⽤低功耗技术，功耗⼩，省电。标准配置的⽆线变送器的电池为内置式可充电电池，⼀次充满电后可连续⼯作⼀年以上。
7、⽆线智能温度变送器现场安装⽅便，不⽤挖沟布线。在⼤规模的⽣产过程控制项⽬中节约了⼤量电缆和施⼯费⽤，降低了项⽬成本。
8、⽆线智能温度变送器具有全量程温度补偿和⾮线性补偿功能。在补偿温度范围内的任何环境温度下使⽤，均能保证变送器的测量精度。特别适合野外现场以及温差变化较⼤的恶劣环境下的现场使⽤。
三、⽆线传感器的技术指标
◆供电电压：内置DC3.3V充电电池组;
◆最⼤⼯作电流：<45mA;
◆通讯时间间隔：1S～24H;
◆电池⼯作时间：1年;
◆⽆线传输距离：视距500m;
◆通讯频段：ISM波段，433 MHz;592aa
◆接⼝波特率：9600 bps;
◆被测介质：液体、⽓体、蒸汽;
◆温度测量范围：-50～300℃(可选);
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◆温度测量精度：±0.5℃、±1℃;
◆环境温度：-30～70℃(本质安全型)、-40～125℃(可选，⾮本质安全型);
◆液晶显⽰：5位数字显⽰;
◆机械连接：M16×1.5;/ M27*2或法兰等⽅式
◆防爆型产品：符合GB3836.4-2000标准，防爆标志：ExiaⅡCT4。
四、⽆线传感器的类型介绍
1、⽆线⽓体传感器
XL61智能⽓体传感器⽤于在化⼯、医药等化学物品⽣产、储存过程中，监测特定⽣产场所、特定环境的有毒有害⽓体主要功能：
◆⽓体传感元件、信息处理、⽆线通讯、电池供电等功能集成于⼀体
◆安装在需要检测⽓体的环境，检测是否有⽓体泄漏，或是某种⽓体浓度是否超标
◆通过防爆认证，防护等级IP66
◆选择不同的⽓体传感元件，检测相应的⽓体浓度。能检测采集磷化氢（PH3）、⼆氧化硫（SO2）、⼀氧化碳（CO）、硫化氢（H2S）、⼆氧化氮（NO2）、氨⽓（NH3）等等。可按⽤户的需求选择其它⽓体传感元件
◆通讯中断⾃动保存数据，通讯恢复⾃动补传数据
米拉的白日梦◆监测值越限⾃动上传数据
◆电池能量低上传报警数据
◆休眠时电流⼩于100µA
◆可选490MHz、GPRS等⽆线⽅式上传数据
◆⽀持XL协议、MODBUS RTU协议
◆可提供⽤户指定的通信协议
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2、⽆线压⼒传感器
XL61智能压⼒传感器，监测管道、容器的压⼒参数，通过⽆线⽅式上传，可⽤电池、太阳能，以及外
供电等供电⽅式主要功能：
◆传感元件、信息处理、⽆线通讯、电池供电等功能集成于⼀体
◆16位A/D转换
◆通讯中断⾃动保存数据，通讯恢复⾃动重传数据
◆超限主动上传数据
◆电池能量低上传报警数据
◆通过防爆认证，防护等级IP66
◆直接安装在管道或是引出的⽀管上，检测⽔、油、⽓、汽等介质的压⼒
◆休眠时电流⼩于80µA
那一片消失了的苇塘
◆可选490MHz、GPRS等⽆线⽅式上传数据
◆通讯参数⾃动配置
◆⽀持XL协议、MODBUS RTU协议
◆可提供⽤户指定的通信协议
3、⽆线温度传感器
4、
XL61智能温度传感器采集监测点的温度参数，通过⽆线⽅式上传，可选电池、太阳能或外供电源等供电⽅式主要功能：
◆感元件、信息处理、⽆线通讯、电池供电等功能集成于⼀体
◆安装在管道上，检测⽔、油、汽等介质的温度；或是监测粉末状固体温度
◆通过防爆认证，防护等级IP66
◆可选插⼊式安装或管壁安装等安装⽅式
◆通讯中断⾃动保存数据，通讯恢复⾃动重传数据
◆超限⾃动上传数据
◆电池能量低上传报警信号
◆休眠时电流⼩于80µA
◆可选490MHz、GPRS等⽆线⽅式上传数据
◆⽀持XL协议、MODBUS RTU协议
◆可提供⽤户指定的通信协议
4、⽆线温湿度传感器
XL61智能温湿度传感器⽤于医药、养殖、农业、仓储等领域特定场所的温湿度监测
主要功能：
◆集成温湿度传感元件、信息处理、⽆线通讯于⼀体
◆可选配1-4路引出的温湿度探头，可将探头伸⾄需要检测的环境中，物料内，满⾜更多⽤户的需求
◆休眠时电流⼩于100µA，可配外接电池，增⼤电池容量，使⼯作时间更长
◆⽀持490MHz⽅式上传
◆⽀持XL通信协议、MODBUS RTU通信协议
◆可提供⽤户指定的通信协议
五、⽆线传感器的选择⽅法
⽆线传感器⽹络系统的基本架构包括三部分，第⼀部分是⽆线收发芯⽚，其职责是将数字信息转换为⾼频⽆线信号传送出去和将接收到的⾼频⽆线信号恢复成数字信息。⽆线传感器收发芯⽚⽽⾔，IEEE 802.15.4能为⽆线传感器应⽤提供最佳⽅案，这是因为IEEE 802.15.4规范可能是主要且可能唯⼀的实⽤标准。⽬前全球有多家公司提供这⽅⾯的收发芯⽚。像TI公司的CC2420/CC2520等芯⽚都特别适⽤于钮扣电池和低电能应⽤的低功耗特性。
实现⼀个典型的⽆线传感器⽹络节点和路由器，可以采⽤多芯⽚⽅案，由⼀个⽆线收发芯⽚和⼀个微控制器(单⽚机)组成，微处理器可以采⽤低功耗的MSP430，⽆线芯⽚可以采⽤CC2520/CC2420等。
随着技术不断发展，已经有越来越多的公司，将⽆线收发器芯⽚和微控制器和⽆线收发器做成了⼀个⽚上系统(SoC)，例如TI公司采⽤8051内核的CC2430/CC2431等ZigBee⽆线单⽚机，随着⽆线传感器⽹络对计算能⼒提⾼要求，最近Freescale公司也推出了ARM内核的32位ZigBee⽆线单⽚机。使⽤这
些SoC⽆线单⽚机设计⽆线传感器⽹络，将使⽆线传感器节点具有更⼩的体积，更低的功耗和更低的价格;TI公司在国内的技术合作伙伴⽆线龙科技公司等，也同时提供这些芯⽚，开发⼯具的相关技术⽀持。
⽆线传感器⽹络构架第⼆部分是运⾏于单⽚机或者⽆线单⽚机内部的嵌⼊式软件，也称软件协议栈(network stack)，⽹络堆栈有两个职责。⾸先它必须要处理节点间的⽆线链接通信质量的频繁变化和环境因数对⽆线通讯造成的⼲扰，具有对⽹络⾃组织，⾃恢复的能⼒;⽹络堆栈的第⼆个职能是要具有很强的路由算法能⼒，确保信息可靠⾼效地通过各种⽹络拓扑(星状/⽹状等等)从源节点(如果现有，可以通过成百上千路由节点)发送到⽬标节点。确保通讯的实时性要求。
ZigBee联盟是由众多技术供应商和开发商组成的独⽴标准组织。也是⽬前世界是最⼤的，基于IEEE 802.15.4平台的⽹络软件协议栈标准提供联盟。
该组织从ZigBee2004、ZigBee2006、ZigBee2007不断发展，⽬前提供的两个⽹络栈是：ZigBee和ZigBee PRO。从使⽤⾓度看ZigBee堆栈很适合⼀般包含⼗到⼏百个节点的⼩型⽹络。⽽ZigBee PRO是ZigBee超集，它增加了⼀些功能，可对⽹络进⾏扩展并更好地应对来⾃其他技术的⽆线⼲扰，⽽且可以适应更⼤型的⽹络和具有更加可靠的路由通讯算法和⽆线通讯可靠性。
⽆线传感器⽹络构架第三部分应⽤软件，这部分包括各种根据⽤户现有开发的软件代码，这些代码⽬
前⼤部分是采⽤C 语⾔来进⾏开发，可以之间以接⼝和API⽅式，调⽤软件协议栈的功能。
在多种⽆线传感器⽹络技术中，我们认为采⽤802.15.4国际标准和ZigBee技术，作为我们设计⽆线传感器系统的起步，有如下优点：
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1、兼容⼀个全球化的可靠的国际标准。
2、可以通过TI、 Freescale这样的⼤型芯⽚供应商。获得稳定的⽆线收发芯⽚和⽆线单⽚机来源，也可以获得免费的ZigBee协议栈和相关源代码，降低开放门槛。
3、能够采⽤KEIL和IAR这样的⾼性能软件编译调试环境，可以⼤⼤加快开放速度，缩短上市周期。
六、⽆线传感器的应⽤技术
1、低功耗设计
所有模块采⽤超低功耗设计，整个传感器节点具有⾮常低的电流消耗，使⽤两节普通⼲电池可以⼯作数年之久，使维护周期⼤⼤延长。从⽽也可以使⽤微型振动发电机，利⽤压电原理收集结构产⽣的微弱振动能量，转化为电量，为传感器提供电源，为了降低功耗，传感器选⽤超低功耗的产品，传感器在不采集的时候关断电源或置于睡眠模式。做到真正的免维护。
2、时间同步
BEETECH⽆线传感器，基于时间同步和固定路由表的TDMA发送协议，可实现“ 同时”睡眠,”同时”醒来，适合⽆线传感器⼯业⾃动化在线监测和检测。
深圳信⽴科技⽆线智能温度传感器是⼀种通过433HZ带有微处理器的全数字化、智能化、⽹络化的温度测量仪表，是⼀个完整的⼩型数据采集处理和⽆线传输系统。它是由⾼精度温度传感器、运算放⼤器、AD转换电路、CPU微处理器、补偿温度传感器、⽆线通讯电路、充电电池及保护电路等组成。
七、⽆线传感器的⽤途
⽆线智能温度传感器，可以多节点⽆线组⽹，点对多点的⽆线组⽹。可⼴泛应⽤于⽯油、化⼯、冶⾦、电⼒、轻⼯、纺织、建材、⽔⽂、地质勘察以及其它⾏业的温度测量。特别适合以下特殊环境的现场应⽤：
1 、野外环境或温差变化较⼤的恶劣环境下的现场使⽤;
2、⾼温、⾼压、有毒有害⽓体容易泄露、不宜去⼈观察的危险区域的现场使⽤;
3、⽆外接电源供电场所的温度连续测量;
4、不适宜连线通过、不能挖沟布线的现场条件下的温度测量;
5、便携式⾮固定场所的温度测量。
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