基于WiFi技术的温度传感器应用现状及前景

王超 杨列坤

摘   要：现代生活中，WiFi的应用越来越广泛。人们日常生活中的电脑、手机、平板等终端设备几乎已经离不开WiFi。不仅如此，在一些专业仪器的使用中，也开始与WiFi有着紧密的联系，例如温度传感器。本文比较全面地介绍了基于WiFi技术的温度传感器，对其工作原理、应用现状和前景展望三个方面做了具体解释，特别介绍了其在动车组中的应用前景。

关键词：WiFi 温度传感器  应用现状  前景  動车组

中图分类号：TP216                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）11（b）-0090-02

温度传感器的主要作用是监测并传输物体温度数据，它可以保障物体或产品的质量，在节约能源和安全生产方面也起着重要作用。随着科学技术的发展和要求，传统的温度传感器逐渐暴露出缺陷，布线的复杂性、传输距离的局限性往往阻碍着温度传感器工作的顺利进行。近些年，无线温度传感器开始走入人们视线，逐渐被大规模应用。

无线温度传感器改进了传统温度传感器的不足，特别是基于WiFi技术的温度传感器（以下简称“WiFi温度传感器”）。无需布线，拥有小巧的体积和简便的安装过程，传输距离不再受限制，而且安全可靠，这些优点使得WiFi温度传感器迅速走红。接下来，笔者将从三个方面介绍一下这种先进的、方便的温度传感器。

1  工作原理

1.1 硬件方面

WiFi温度传感器硬件方面主要有三大组成部分，通信传输模块、实时发送功能和数字温度传感器。

众所周知，WiFi的一大特点就是传输不受距离限制，在通信方面有着极大的优势。温度传感器的主要作用就是监测温度和传输温度数据，利用WiFi技术来传输温度数据至电脑或者手机终端，传感器的工作效率会提升很多，操作员不必时刻盯着传感器，只需在接收信息端接收信息即可，再根据温度的变化对被监测的物体做出相应的操作[1]。

因为操作员不会随时随地守在WiFi温度传感器旁边，所以想要了解被监测物体的温度变化，实时发送功能便在其中起着举足轻重的作用。在温度传感器中设置好间隔时间，操作员可以根据接收到的数据来做出相应调整，这样就避免了人为主动查看传感器的麻烦。如果在若干次发送时间内没有接收到温度数据，则表明系统出现问题。

由于传播数据的限制，传统的温度传感器不能很好完成所需，因此基于WiFi技术的温度传感器这个组合中最重要的硬件设施——温度传感器，一般使用的是数字型温度传感器。数字温度传感器可以直接读取被监测物体的温度数值，而且几乎没有局限性，体积小巧，便于使用。再通过WiFi传播，终端可以及时接收到数据[2]。

1.2 软件方面

除了硬件三大组成部分之外，WiFi温度传感器在软件方面也有着严格要求，主要侧重于编程、数据采集和安全性三大点。

WiFi温度传感器的系统使用的编程工具主要是C语言，这是一种比较常见的计算机编程，程序书写灵活方便，设计比较自由，而且运算范围广泛。C语言编程使用在WiFi温度传感器中，使系统程序对函数库的享用更加方便，还可以根据需求进行调整，用以应对紧急状况的发生。

在数据采集方面，温度传感器需要经过一段时间的供电初始化，然后与WiFi通信传输模块进行配置，配置成功之后才可以接收发送过来的温度数据，之后再按照程序要求转换格式发送给终端。

2  应用现状

从20世纪90年代末开始，以美国为首的欧美国家已经开始致力研究无线温度传感器，这一时期的传感器多应用于军事领域。进入21世纪以来，欧美多所高校对温度传感器的数据传输、运行系统等进行了深入研究，并且取得了不错的成果。之后，随着各国之间科学技术的不断交流，无线温度传感器开始在亚洲盛行起来。

在21世纪初，我们国家也开始了对这种无线温度传感器的研究。国内多所大学不仅建立起了相关的实验室，更是开始着手研究涉及无线传感器领域的相关项目，并且取得了一系列成果。可见，无线温度传感器是新兴起来的技术，是一种必然趋势。特别是WiFi温度传感器，更是给人们的生产和生活带来了极大的改变[3]。

根据调查，目前WiFi温度传感器主要应用在环境保护、医疗护理、军事防御等方面。

2.1 环境保护

随着社会不断进步和发展，人们对环境的要求越来越高，保护环境已经成了全世界最关注的话题之一。使用WiFi温度传感器，可以得知土壤、大气、森林的温度变化，也可以监测被污染区域的温度变化，更能够通过温度数据得知动物的迁徙和生存习惯，或者植物生长环境的变化。这为环境研究做出了极其重要的贡献。

2.2 医疗护理

WiFi温度传感器优于普通温度传感器的地方就是不用时刻人为蹲守，可以通过终端来了解被监测物体的温度变化情况。这一点非常适用于医疗护理领域，可以利用WiFi温度传感器来时刻监测患者状况，特别是在需要隔离的病房，可以减轻医护人员的负担，也可以减少出入病房的次数，避免带来感染。这种温度传感器还可以进入日常生活领域，帮助老人或者残障人士进行温度监测，改善其家庭生活。

2.3 军事防御

在军事防御领域，可以利用WiFi温度传感器来监测战场周围温度变化，以作出及时应对。另外，自2001年以来，“反恐”一直是各国比较重视的问题，有效的防御系统可以很好地阻止一场袭击的发生。而在防御系统中，WiFi温度传感器也可以起到重要作用，比如监测周围环境，收集数据信息等，以便应对突发事件。

当然，现代社会中WiFi温度传感器的应用领域不止上面这三种，其在食品安全、能源探索、工业制造、交通运行等方面也有着突出表现。

3  前景展望

目前，WiFi温度传感器正朝着更精准、更安全、多功能的方向发展，以科学技术为基础，形成无线温度传感器网络，使得温度监测变得越来越简便。越来越多的领域开始使用WiFi温度传感器，因此，其拥有巨大的市场前景，特别是在动车组中的应用。

随着交通运输方式的不断改进，乘坐高铁已经成了现代人出行的普遍选择。速度提升的同时，动车组的安全性问题被越来越多的人们所重视。在高速运行时，列车的各项数据可以反映出安全问题，温度监测也就成了个数据中的一个重点。在动车组中使用WiFi温度传感器来收集和传输温度变化数据，能够更好地监测动车组列车运行情况，以把握其安全性。

然而，WiFi温度传感器也存在着不足之处。WiFi的不稳定性有可能会成为温度传感器正常传输数据的一个变数。在未来的科技发展中，WiFi温度传感器还需要增大信号覆盖范围，节省能源，节约成本，才能走上被各领域普遍应用的道路。

4  结语

基于WiFi技术的温度传感器通过其硬件和软件的综合运行，能够为人们的生活提供更多的便利。其应用范围非常广泛，不仅表现在环境、医疗、军事等领域，对其他领域也有所涉猎。目前来说，基于WiFi技术的温度传感器十分有前景，能够促进现代科技产品的发展，特别是其在动车组安全运行中，能够起到监测作用。

参考文献

[1] 郗艳华，焦振田，谢佳凯.基于无线WiFi的温度监测控制系统设计术[J].自动化与仪器仪表，2015（3）：81-82，85.

[2] 王中奎，郝玉婷，孙焱，等.基于WiFi技术的温度传感器的设计与实现[J].电子世界，2014（10）：109.

[3] 韩潇，徐晓辉，宋涛，等.基于WiFi的无线传感器网络安全性研究[J].中国农机化学报，2015（5）：231-233，254.