基于zigBee无线网络的在线监测系统的设计

中国新技术新产品 2012 NO.08 China New Technologies and Products
高新技术
基于 zigBee 无线网络的在线监测系统的设计
陈以华 （贵州大学职业技术学院，贵州 贵阳 550004）
摘 要：介绍一种基于 zigBee 无线网络的手腕带使用状况在线监测系统。该系统能够应用在多工位、大厂区环境中，实时监测单、双
图 2 部分上位机监控软件设计 结语 此系统中综合考虑了液晶、电子等行业工 作区域实际工况以及成本控制方面因素，通过 合理系统优化设计，最终实现了实时监测防静 电手腕带状况，并可在此系统基础上，进一步将 平衡电压这个参数一并监测进来，构建整个厂 区的防静电监测系统。这对生产过程中静电的 生成并避免相应后果可以起到极大的预防作 用，很好的提高产品质量。
图 1 zigbee 无线组网系统布局设计 应用及市场推广工作。于 2002 年成立的 ZigBee 联盟如今已经吸引了上百家芯片公司、无线设 备公司加入。此外，Freescale、TI 等国际巨头也 都已推出了比较成熟的 ZigBee 开发平台[2]。
ZigBee 标准是基于 802.15.4 协议栈而建立 的，它具备了强大的设备联网功能，并支持三种 主要的自组织无线网络类型，即星型结构、网状 结构(Mesh)和簇状结构(Cluster tree)，其中网状 结构具有很强的网络健壮性和系统可靠性 （如 图 1）。
回路手腕带状况、现场声光报警，并通过 zigBee 无线自组网络上传到上位机处；上位机系统采用虚拟仪器 LabWindows/CVI 软件设计
完成，完成信息实时显示、报警、记录及分析功能。其具有很高的市场推广价值。
关 键 词 ：zigBee；监测系统；La考文献
[1]赵永桥.浅谈财政性资金投资建设项目工程造 价管理[J].山西建筑，2007，33(14):246-247. [2]刘长滨.建筑工程技术经济学[M].中国建筑工 业出版社，2007 年 4 月第三版. [3]姜素君，李雪等.利用资金的时间价值控制工 程造价[C].辽宁建材，2004 年第 3 期，77.
参考文献 [1]孙玉荣等.新型平衡电压无偏离离子风机的设 计[M].北京：理工大学学报，2009. [2]李兵.基于 ZigBee 的无线嵌入式设备的设计 与实现[J].北京：邮电大学，2007. [3] 张凤均.Lab Windows/CVI 开发入门和进阶 [M].北京：航空航天大学出版社，2001.
在此系统中，将整个生产区域划分为多条 线，每条线设置 zigbee 无线模块一个，各个监控 机位将数据上传至无线模块处，而中控单元可 以通过 internet 方式去有选择的查看各个线的 状况，这样的设计一方面保证了数据上传的实 时性，另外一方面方便了中控单元的管理人员， 大大提高了效率。
3 上位机监控软件的设计 上位机监控端以当前流行的虚拟仪器 Lab Windows CVI 虚拟仪器为开发平台，利用其图 形化的软面板、丰富的数字信号处理库和高级 函数分析库资源，借助计算机的强大功能，实现 与板卡之间的控制信息和采集信息之间的数据 交换[3]。该系统具有报表、曲线、图形等屏幕显示、
文 献 标 识 码 ：A
1 概述 随着大规模集成电路的发展，加工工艺越 来越先进，对可靠性的要求也越来越高.相应的 环境中静电对 IC 的危害变得也越来越显著，对 静电的控制成为提高产品合格率的最重要措施 之一。[1]为了使静电降低到安全水平，防静电手 腕带广泛应用于组装工位上。随之，监测手腕带 使用状况的监测仪器应运而生，但是目前市场 上的监测仪器大部分均为单机版，只可在工位 现场进行报警，不可避免的产生噪音以及人为 因素影响等后果，从而制约了产品质量的提高。 本文介绍一种新型的防静电手腕带监测系统， 可以将多个区域内的防静电手腕带监测仪器进 行联网实时监控，从根源上解决了单工位手腕 带监测仪的问题，为产品质量的提高提供了保 障，并方便了用户的管理工作。 2 监测系统介绍 2.1 系统组成和工作原理 防静电手腕带在线监测系统分为手腕带监 测仪、数据采集模块、zigBee 自组网通信模块以 及配套的数据处理软件等几部分构成。安装在 各个工位上的监测仪器将手腕带接地状况的信 号转化为数据采集模块可以识别的电压信号， 数据采集模块采集相应的信号，并通过 zigBee 无线网络上传至上位机数据处理软件处，上位 机处理软件实现数据的实时显示，以上数据的 报警、存储以及分析等功能。 2.2 ZigBee 无线自组网技术 ZigBee 是一种基于 IEEE802.15.0 标准的短 距离、低速率无线网络技术，该无线连接技术主 要解决低成本、低功耗、低复杂度、低传输速率、 近距离的设备联网应用，主要用于无线传感器 网络和测量控制方面。国际上，IEEE802.15.4 工 作组及 ZigBee 联盟共同致力于该无线连接技 术的推广工作，其中，IEEE802.15.4 工作组主要 负责制定 ZigBee 物理层及 MAC 层协议．其余协 议主要参照和采用现有标准，以便于今后不同 厂商设备的互联互通；ZigBee 联盟则负责高层
打印和绘图、数据存储调用、控制等多种功能， 各分站既能与监控中心连接，又可独立工作。在 监测防静电手腕大工作状况时，可以对其报警 基准进行设置，比如可设置只有超过 10s 的报 警信息才会被记录，这样过滤掉由于人体动作 或者外界影响随机出现的非真实报警信息。其 还可以调出历史实时数据，供决策者分析厂区 整体防静电手腕带的使用状况，从根源上解决 手腕带使用监控的问题，大大的提高产品质量。
按调整后的报价，承包商可得工程款的现 值，比调整前的估价增加了 5.45 万元，是施工初 期增加了流动资金，多创造了效益。
总结
运用资金的时间价值，可有效的控制工程 造价。亦可在投资方案经济效益评价、设备更新 方案必选、设计方案选择、招投标及施工管理等 多方面应用，便于选择合理的方案，能够使投入 的资金创造出更大的价值，真正体现“时间就是 金钱”。
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A1=2600*30%/11=70.91 万元；第 24 月工程款: A2=2600*10%=260 万元。
则按该合同将工程款折算成现值: P=A0(F/A，1%，6)(P/F，1%，12)+A1(F/A，1%，11) (P/F，1%，23)+A2 (P/F，1%，24)=260×6.152×0.887+ 70.91×11.567×0.795+260×0.788=2275.72 万元。 与预算相比的差额： 2600-2275.72=324.28 万元 此工程的建设，业主就是利用了资金的时 间价值，节省了工程造价，且达到了预期的建设 目标，减少了工程投资 324.28 万元。 2.3 资金的时间价值对施工单位的影响 利用资金的时间价值，不仅使用于业主对 投资的控制同样使用于施工单位。利用好资金
的时间价值规律，施工方也照样可以获得更大 的收益。
某施工单位，在参与某部办公楼工程投标 中，为了既不影响中标，又能在中标后取得较好 的收益，采用了不平衡报价法。在投标总价不变 的情况下，调整部分分项工程的单价，将属于施 工初期的地下工程和主体结构工程的单价适当 调低，调整范围均在 10%以内。使施工单位在施 工初期能够得到较多的工程款，从而提高施工 单位所得工程款的现值。