工业生产中,窖炉作为热能转化设备,其运行质量对生产效率有重要的影响。温度是提高窖炉运行质量的重要参数,对温度的监控是提高运行质量的重要手段。当前对于温度的监控主要基于有线的方式,线路铺设成本高,数据传输速度慢,受外界干扰大,稳定性差,因此实现无线温度监控系统具有重要意义。通过对无线传感网络的研究,将系统分为终端节点、监控主机和监测中心三个部分。终端节点主要负责采集温度数据,将温度数据上传至监控主机。监控主机对数据进行汇总和处理,将数据发送至监测中心进行保存和处理。本系统选择TI公司的CC2530作为ZigBee实现平台,从硬件和软件两方面开发了温度监控系统。开发了CC2530处理器及外围电路和分别设计了串口模块、RF无线射频模块、数码管显示模块、电源模块、温度传感器模块,实现了核心板和底板。本系统选择分布式分配机制,确定ZigBee网路中各个节点16位短地址。分析树路由算法的不足,提出分簇和限制最大跳数改进方法,应用在网络中取得了良好的效果,显著地降低了功耗。开发了组网算法,将组网分为协调器建立网络和子节点加入网络两部分,并结合Z-Stack协议栈实现了ZigBee组网。设计实现了PC上位机界面,对温度数据进行实时显示和保存。以窖炉为实验平台,煤气流量为输入数据,温度为输出数据,辨识输入输出数据,得到系统模型参数。利用输入数据辨识模型参数的建模方法避免了分析窖炉复杂的运行机理,建模更加容易,模型更接近生产实际。基于系统模型,分别设计了动态矩阵控制器和PID控制器。通过MATLAB仿真表明了动态矩阵控制器效果良好,相比PID控制器调节时间快,稳定性好,抗干扰性强,可以达到控制要求。