根據目前柜式無線監控系統的設計要求,采用ZigBee無線通信技術,采用C8051F320作為控制器,結合物聯網的網絡技術,以B/S技術作為技術核心設計了一整套遠程柜式電子稱無線監控系統。本文介紹了系統的構成和工作原理以及硬件的選擇和軟件的設計。 

國外很多稱量儀器公司在對于無線組網電子秤這方面也因 為市場的需求開發出了對應市場的產品比如德國公司是計量儀器的重要廠家也開發出了關于無線組網方面的電 子秤網絡，美國也在這方面開發了自己的優勢產品 都是基于和藍牙技術的。在我們國內無線電子秤行業有 很多公司而且一套設備相當昂貴利潤也是十分的可觀比如上海的設備是可以直接跟PDA和互聯網通訊 的，蘇州也是這方面產品的設備商但是 國內市場的產品大部分是基于藍牙技術的，相對于藍牙技術來 說優勢很明顯功耗小，并且組網規模大，距離更遠方便 等。本文根柜式電子秤的特點，采用ZigBee技術，結合了物聯 網的相應技術，實現了局部區域網絡的簡歷，設計了柜式電子 秤無線監控系統。

2.系統的結構

此次設計的硬件設計可以分為數據節點采集端（柜式電子 稱的數據采集和發送）和數據接收處理終端（接收數據并存儲 數據）兩個部分。數據節點采集端采用的是TI公司的CC2530的 作為無線通信模塊，負責接收數據信息，并且將相應的數據通 過RS232串口發送給計算機，該計算機通過web service，將該 數據發送給服務器。管理者可以直接登錄網頁來監控電子秤， 通過軟件讀取帶有不同地址的電子秤的物品的數據。

2.1C8051F320單片機

控制部分由單片機C8051F320來設計，C8051F320器件使用 Silicon Labs的專利CIF-51微控制器內核。CIF-51與MCS-51TM 指令集完全兼容，可以使用標準805x的匯編器和編譯器進行軟 件開發。這種器件可在工業溫度范圍（-45"C到+85"C)內用 2 . 7V-3. 6V的電壓工作。端口 I/O和/RST引腳都容許5V的輸入信 號電壓。本設計中所使用的C8051F320采用32腳LQFF封裝。

2.2ZigBee無線通信技術

ZigBee是一種新興的短距離、低功耗、低數據速率、低 成本、低復雜度的無線網絡技術。在其他無線通信技術不斷追 求高速率遠距離的今天，ZigBee卻向著低速率近距離的方向邁 進，其目的是為了大幅度降低無線終端的成本及功耗。另外， ZigBee還有網絡容量大，延時短，網絡的自組織、自愈能力 強，通信可靠，數據安全，工作頻段靈活等很多其他無線通信 技術無法比擬的優勢。

ZigBee網絡通常由三種節點構成：Coordinator:用來創 建一個ZIGBEE網絡，并為最初加入網絡的節點分配地址，每個 ZigBee網絡需要且只需要一個Coordinator; Router:也稱為 ZigBee全功能節點，可以轉發數據，起到路由的作用，也可以 收發數據，當成一個數據節點，還能保持網絡，為后加入的節 點分配地址；End Device:終端節點，通常定義為電池供電的 低功耗設備，通常只周期性發送數據，不接收數據。TI公司的 CC2530, CC2530集成了51單片機內核，相比于眾多的ZigBee芯 片,CC2530具有良好的特性，目前被廣泛采用。CC2530是用于 2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 應用的一個真正的 片上系統（SoC)解決方案。它能夠以非常低的總的材料成本 建立強大的網絡節點。CC2530結合了領先的RF收發器的優良 性能，業界標準的增強型8051 CFU，系統內可編程閃存，8-KB RAM 和許多其他強大的功能。

2.3數據接收端

此次設計中數據接收終端的硬件設計，主要包括控制器 C8〇51F320單片機、基于CC2530的ZigBee無線通信模塊、USB通 信模塊。在本文中采用了FTBM232作為通行模塊，一方面，USB 為系統提供電源，另外一個方面采用了同坐通信。

FT245BM是FTDI ( Future Technology Devices IntlLtd) 公司的多種快速USB通信接口解決方案之一。它無需編寫片 內固件程序,上層FC機則使用FTDI公司提供的官方驅動程序。 FT245BM芯片的主要功能是在內部硬件邏輯的作用下實現USB串 行數據格式與并行數據格式的雙向轉換。FC機通過USB接口與 FT245BM進行數據交換,FT245BM則通過并行方式與下位微控制器 通信。FT245BM支持USB總線取電和系統自取電兩種模式。采 用USB總線取電時的最大電流可以到500mA ,這個電流基本滿足 一般系統的要求。但在本設計中，由于系統的功耗比較大，所 以采取了自取電模式保證了系統的安全。

3.系統軟件設計

3.1B/S體系結構模式

本系統采用了基于B/S體系結構模式來進行系統的設計建立了三層結構，它以訪問WE：B數據庫為中心，HTTP為傳輸協 議，客戶端通過瀏覽器(Browser)訪問WE：B服務器和與其相連的 后臺數據庫，其具體的結構如圖2所示。

圖中從左到右，分為三個層次：第一層是客戶端即瀏覽 器，主要完成客戶和后臺的交互及最終查詢結果的輸出功能， 在這里主要是柜式天平的信息。在客戶端向指定的Web服務器提 出服務器請求，Web服務器用HTTF協議把所需文件資料傳給用 戶，客戶端接受并顯示在WWW瀏覽器上；第二層Web服務器是功 能層，完成客戶的應用功能，即卩Web服務器接受客戶請求，并與 后臺數據庫連接，進行申請處理，然后將處理結果返回Web服務 器，再傳至客戶端；第三層數據庫服務器是數據層。數據庫服 務器應客戶請求獨立地進行各種數據的處理。

3.2系統軟件設計

系統的硬件部分采用了KeilC51單片機軟件和C語言編寫程 序，可以分為數據接收端和數據采集端兩個部分。在基于B/S 結構的網絡編程中采用Microsoft Visual Studio和Microsoft SQL Server 2005相結合，并且在整個系統地開發過程中，用了 大量控件，這些控件都來自.NET Framework類，這些類都是由 系統提供的，加快了開發的流程。

3.3信息處理模塊

信息處理過程是在傳感器節點的硬件檢測電路檢測到其 所在的環境（監測的參數）發生變化時，由傳感器節點中的

Zigbee模塊對信息簡單處理后，主動 發起連接將處理后的信息傳送給協調 器，其通信流程如圖3所示。

4.結束語

本系統以C8051F320為核心部件，采用了ZigBee無線通信技術，結合物 聯網的相應概念。以B/S技術作為技術 核心設計了一整套遠程柜式電子稱無 線監控系統。系統結構簡單，操作方 便，經過測試顯示，系統的可靠性已 經基本達到了實際溫濕度監測應用的 設計要求，在工業生產中具有廣闊的 應用前景。