一種基於ZigBee的冰箱實驗裝置用遠程報警系統的製作方法
2023-05-10 16:22:21
本實用新型涉及冰箱試驗報警技術領域，尤其涉及一種基於ZigBee的冰箱實驗裝置用遠程報警系統。
背景技術：
目前，為了保證廣大消費者的權益，冰箱在銷售到市面之前，都需要經過相關的技術質量合格鑑定，只有合格的產品才能流入市場進行銷售。在對冰箱進行合格鑑定時，冰箱性能實驗室內的實驗裝置需要24小時不間斷工作，即滿足24小時不斷電、不斷水、設備零故障等因素。由於供電、供水以及外界氣溫的不可操控性變化，會引起實驗裝置斷電相序報警、供水不足液位報警以及壓縮機報警。冰箱性能實驗設備報警後需人工進行復位，並重新啟動冰箱性能實驗裝置，所以，這就需要工作人員24小時不間斷守候在實驗室，從而保證實驗的正常進行。但是，人工監督總是存在失誤、漏點排查等問題，並且人力耗費較大，費事費工，效率較低。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提供一種基於ZigBee的冰箱實驗裝置用遠程報警系統，能夠根據實驗故障情況，遠程發送故障信號給管理人員，及時進行維修，保證實驗的正常進行；無需24小時值班，省事省力，並能提高工作效率。
本實用新型採用的技術方案為：
一種基於ZigBee的冰箱實驗裝置用遠程報警系統，包括基於ZigBee的冰箱實驗裝置用感應處理器和多個基於ZigBee的反應報警器；所述的基於ZigBee的冰箱實驗裝置用感應處理器包括側面上設有多個感光孔的箱體和外置發射天線，箱體內設有冰箱實驗裝置的光報警器的報警信號採集模塊和信號處理模塊，所述的冰箱實驗裝置的光報警器的報警信號採集模塊包括第一光敏電阻、第二光敏電阻和模數轉換器，第一光敏電阻和第二光敏電阻固定於感光孔處，第一光敏電阻和第二光敏電阻串聯，模數轉換器的信號接收端連接於第一光敏電阻和第二光敏電阻之間，模數轉換器的信號發射端連接信號處理模塊的接收端；所述的信號處理模塊通過數字濾波模塊連接模數轉換器的信號發射端，信號處理模塊的信號輸出端通過ZigBee模塊連接外置發射天線；所述的基於ZigBee的反應報警器包括基座盒體、外置接收天線、聲光報警器和電源連接線，聲光報警器固定於基座盒體上，基座盒體內設有ZigBee模塊和信號處理器，外置接收天線通過ZigBee模塊連接信號處理器的信號接收端，信號處理器的信號控制端連接聲光報警器的受控端，電源連接線連接信號處理器的供電端。
所述的外置發射天線採用吸盤式無線天線。
所述的外置接收天線採用膠棒天線。
所述的電源連接線設有兩路，一路採用插頭式電源連接線，另一路採用USB電源連接線。
本實用新型利用基於ZigBee的冰箱實驗裝置用感應處理器，感應冰箱實驗裝置自身的報警器在報警狀態下所發出的光線情況；再將採集到的光線信號進行處理、分析，最後通過ZigBee模塊連接外置發射天線發射出去；多個基於ZigBee的反應報警器通過外置接收天線接收到基於ZigBee的冰箱實驗裝置用感應處理器發來的數據後，將其解包，還原成信號處理器封裝的數據包格式，經過信號處理器分析後，判斷冰箱試驗系統所處的狀態，並控制聲光報警器進行相應地報警，提醒工作人員冰箱實驗裝置工作狀態，及時做出相應地處理；省事省力，並能提高工作效率。
附圖說明
圖1為本實用新型的系統結構示意圖；
圖2為本實用新型的基於ZigBee的冰箱實驗裝置用感應處理器的工作原理圖；
圖3為本實用新型的基於ZigBee的反應報警器工作原理圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器和多個基於ZigBee的反應報警器；所述的基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器包括側面上設有多個感光孔4的箱體3和外置發射天線5，所述的外置發射天線5採用吸盤式無線天線。箱體3內設有冰箱實驗裝置1的光報警器2的報警信號採集模塊和信號處理模塊，所述的冰箱實驗裝置1的光報警器2的報警信號採集模塊包括第一光敏電阻R1、第二光敏電阻R2和模數轉換器ADC，第一光敏電阻R1和第二光敏電阻R2固定於感光孔4處，第一光敏電阻R1和第二光敏電阻R2串聯，模數轉換器ADC的信號接收端連接於第一光敏電阻R1和第二光敏電阻R2之間，模數轉換器ADC的信號發射端連接信號處理模塊的接收端；所述的信號處理模塊通過數字濾波模塊連接模數轉換器的信號發射端，信號處理模塊的信號輸出端通過ZigBee模塊連接外置發射天線5；所述的基於ZigBee的反應報警器包括基座盒體6、外置接收天線8、聲光報警器7和電源連接線9。所述的外置接收天線8採用膠棒天線；所述的電源連接線9設有兩路，一路採用插頭式電源連接線，另一路採用USB電源連接線。聲光報警器7固定於基座盒體6上，基座盒體6內設有ZigBee模塊和信號處理器，外置接收天線8通過ZigBee模塊連接信號處理器的信號接收端，信號處理器的信號控制端連接聲光報警器7的受控端，電源連接線9連接信號處理器的供電端。
下面結合附圖詳細說明本實用新型的工作原理：
本系統主要包括發射部分和接收部分，其中，發射部分是基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器，設置於冰箱實驗裝置1的光報警器2的旁邊，通過感光孔4能夠直接的感受光報警器在報警狀態下所發出的光線情況；再將採集到的光線信號進行處理、分析，最後通過無線發射出去。另一部分是多個基於ZigBee的反應報警器，反應報警器設有多個，根據需要放置在允許範圍內需要報警的地方。基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器和反應報警器是通過ZigBee實現無線自組網和相互之間的通信。網絡拓撲結構是網狀網，在整個網絡中配置一個基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器，同時配置多個反應報警器。再通過拓撲網絡進行無線通信、並報警。
如圖2所示，為本實用新型的基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器的工作原理圖，冰箱實驗裝置1的光報警器2的報警信號採集模塊由兩個光敏電阻（R1、R2）和模數轉換器（ADC）組成。當冰箱實驗裝置1出現異常發出報警信號時，紅燈（Light1）亮，綠燈（Light2）滅；根據電阻分壓原理，第一光敏電阻R1阻值迅速下降，第二光敏電阻R2阻值迅速上升，P點電平迅速上升。當冰箱實驗裝置1進入正常工作狀態時，紅燈（Light1）滅，綠燈（Light2）亮，第一光敏電阻R1阻值迅速上升，第二光敏電阻R2阻值迅速下降，P點電平迅速下降。當冰箱實驗裝置1突然斷電，紅燈（Light1）滅，綠燈（Light2）滅，此時第一光敏電阻R1和第二光敏電阻R2阻值接近相等，P點電平約等於。P點電平形成差分信號，通過模數轉換器ADC實時採集P點電位，將採集信號發送給信號處理模塊。信號處理模塊可以採用51單片機即可實現。首先對模數轉換器ADC採集到的差分信號通過數字濾波模塊濾除信號高頻分量和隨機幹擾導致的噪聲信號，然後根據剩餘信號，判斷冰箱實驗設備處於報警狀態還是正常工作狀態。並通過反應報警器中的紅、黃、綠三個指示燈顯示冰箱實驗設備當前所處狀態（紅燈表示報警狀態，黃燈表示冰箱實驗裝置1關機狀態，綠燈表示正常工作狀態）。然後將當前狀態封裝數據包，通過RS232串行通信總線發送給ZigBee模塊，利用外置發射天線5發射出去。ZigBee模塊主要採用CC2530晶片製成，內部集成了ZigBee協議棧，並設置成Coordinator。當接收到信號處理模塊發來的數據後，將其打包成適合ZigBee通信的數據包發送給反應報警器。
如圖3所示，反應報警模塊中的ZigBee模塊主要採用CC2530晶片製成，內部集成了ZigBee協議棧，並設置成Router。通過外置接收天線8接收到基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器發來的數據後，根據包的內容，將其解包，還原成信號處理器封裝的數據包格式，經過信號處理器處理後，再發送給聲光報警器7，聲光報警器7根據接收到的信號信息，控制紅黃綠三個指示燈顯示冰箱試驗設備當前所處狀態（紅燈表示報警狀態，黃燈表示冰箱實驗裝置1關機狀態，綠燈表示正常工作狀態），當紅燈亮或黃燈亮時，表明冰箱實驗裝置1處於報警狀態或掉電狀態，開啟遠端聲光報警器7，向工作人員發出報警信號。當綠燈亮時，關閉遠端聲光報警器7，報警解除。
本實用新型所採用的ZigBee功能及處理方式均為現有成熟技術，不屬於本實用新型的保護範圍。
本系統由一個基於ZigBee的冰箱實驗裝置1用感應處理器和多個基於ZigBee的反應報警器組成。感應處理器負責實時採集冰箱實驗裝置1的報警狀態，並將採集結果發送給反應報警器。整個系統具有自組網特點，當網絡拓撲結構發生變化時，可以實現網絡的自動重組，具有較強的魯棒性。反應報警器可以分布在不同的房間內（在無線信號可以覆蓋的範圍內），這樣，試驗人員無需全天呆在冰箱實驗室，可以同時完成多個試驗室的工作，從而節省人力資源，提高人力資源利用率。