基于ZigBee技术的无线网络灌装称重系统

　　一、引言

　　随着现代工业信息化水平的提高，对于工业称重领域的过程信息数据要求也向着网络化、实时化、数字化、智能化发展。在工业灌装或包装秤领域，一些过程称重数据要求实时存储，后台监控，而这些场合往往是带有危险性的防爆场合，因此称重终端的联网通讯所需要的安装和铺设管线等就显得尤为复杂，施工难度大，要想实现各称重终端的数据联网最好实现无线通讯，而新兴的微功耗、低速率、短距离的 ZigBee 无线网络通讯技术正好可解决这一需求。此外，在其他非防爆的应用场合如叉车秤，工厂天车秤、商业平台秤等，越来越多的称重终端也有实时称量数据的存储、监控需求，随着 ZigBee 无线传感器网络技术平台的标准和成熟。这对无线网络称重技术的发展提供了广阔的前景。

　　二、无线网络灌装称重系统的原理与实现

　　本系统由多台防爆无线灌装秤、通讯基站、上位计算机及系统软件组成。每台无线灌装秤内置有通讯半径100 米以上的 ZigBee 通讯模块，他们组成了实时的无线称重网络。

　　方案框图如图 1 所示。

　　1. ZigBee无线网络技术的简介

　　随着科学技术的发展,无线网络逐渐取代了有线网络，仅支持静态拓扑的无线网络也逐渐被支持动态拓扑变化的无线网络所取代。在短距离的无线控制、监测、数据传输领域，通用的技术有Bluetooth、Wi- Fi等。它们各有优势，但同时也存在着局限性。为了弥补不足，ZigBee 联盟于 2004年 12 月推出了基于 IEEE802.15.4 的 ZigBee 协议。

　　Zigbee是部署无线传感器网络 (wireless sen-sor network简称 WSN) 的新技术。它是一种低功耗、低复杂度、低成本、低速率的近程无线网络通信技术。在标准林立的短距离无线通信领域，可以说，Zigbee 的快速发展是令人始料不及的。从2004年底标准确立，到 2005 年底，相关芯片及终端设备总共卖出了 1500 亿美元。专家们预计，到2008年，ZigBee 的节点数量将从目前不到 1 百万个骤增至1 亿个。可以毫不夸张地说：“在未来的数年内，从家用电器到玩具、从工厂控制到汽车控制，ZigBee 技术将走入我们生活的方方面面。”

　　2. ZigBee 无线网络技术有以下特点：

　　(1) 低功耗：由于工作周期很短、收发信息功耗较低、并且 RFD 采用了休眠模式，zigbee 技术可以确保在 RFD 上，两节五号电池支持长达 6个月到 2 年左右的使用时间;这也是 ZigBee 技术的支持者所一直引以为豪的独特优势。WSN 的节点对功耗的需求极其苛刻，传感器节点需要在危险 (比如防爆区、战场、核辐射) 的区域持续工作数年而不更换供电单元。ZigBee 的耗电符合这一需求。