基于ZigBee的DS18B20多点无线温度采集系统设计

本篇文章主要介绍了如何使用Python Pandas处理来自DS18B20温度传感器的数据采集，并通过ZigBee技术构建一个多点温度采集系统。DS18B20是一种数字温度传感器，提供12位分辨率，转换时间大约为750ms，数据由2字节存储，包括7位整数部分和4位小数部分。在实际应用中，为了读取多个DS18B20传感器，需要通过跳过ROM指令和匹配ROM地址的方式进行数据采集。 系统设计的关键步骤包括： 1. 温度传感器数据采集：利用DS18B20与CC2430通信接口，通过发送命令获取温度数据。由于多传感器情况，需要先对所有设备进行温度转换，然后逐一读取。 2. ZigBee网络架构：文章采用了ZigBee星型网络拓扑，其中主节点作为协调器，负责管理和维护网络，从节点定期采集温度并无线发送至主节点。这种设计提供了低功耗、低成本和扩展性的优点。 3. 主节点硬件设计：选择CC2430作为核心处理器，它集成了8051微控制器、无线通信模块和丰富的外设资源，如RAM、Flash存储、模拟数字转换器等。主节点还配置了MAX3232芯片以扩展串行通信接口，便于与上位PC机进行数据交互。 4. 数据处理与存储：采集到的温度数据通过串口传输至上位PC机，使用Python Pandas库进行数据分组求平均值，填充缺失值（NaN），并将数据存入数据库进行统一管理。这一步展示了如何利用Python进行数据清洗和初步分析。 5. 监控与显示：上位PC机的监控界面会实时显示温度变化曲线，提供直观的可视化展示，便于用户了解环境温度状况。 总结来说，本文结合了硬件设计和软件处理，详细阐述了如何通过ZigBee技术和Python工具链构建一个高效、灵活的多点温度采集系统，适用于工业、农业、气象等多种环境的温度监测。