基于ZigBee和ARM技術(shù)的森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要:介紹了基一種基于ZigBee和ARM技術(shù)的無(wú)線森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)合上位機(jī)數(shù)據(jù)處理中心的框架,采取Zig Bee和短波無(wú)線通信方案,融合了傳感器網(wǎng)絡(luò)、ARM等工控技術(shù),實(shí)現(xiàn)了森林環(huán)境參數(shù)采集和傳輸。在系統(tǒng)的總體框架下,重點(diǎn)分析了ZigBee組網(wǎng)的的設(shè)計(jì)方案,包括軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)。最后,對(duì)節(jié)點(diǎn)性能和整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試,證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和其數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?br />關(guān)鍵詞:ARM;ZigBee;短波;無(wú)線通信
森林在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位,然而,森林火災(zāi)會(huì)給森林帶來(lái)嚴(yán)重危害。但是,人類在制服森林火災(zāi)上,卻依然尚未取得突破性的進(jìn)展,于是在火災(zāi)還在萌芽狀態(tài)立即撲滅它就顯得尤為重要。因此推廣森林火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有非常中的價(jià)值和意義。
森林火情監(jiān)控系統(tǒng)利用預(yù)設(shè)在森里中的各種不同功能的傳感器節(jié)點(diǎn)采集各類森里環(huán)境參數(shù),傳輸?shù)缴衔粰C(jī),利用信息管理軟件,進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示、分析處理等操作,對(duì)異常情況進(jìn)行預(yù)測(cè)和報(bào)警。
目前,我國(guó)還有部分的森林火情監(jiān)控還采用興建t望塔、建立視頻監(jiān)控等方式。因?yàn)樯只馂?zāi)經(jīng)常發(fā)生在人煙罕至的原始森林中,因此上述方式存在著諸多不足。鑒于此,提出了一種基于ZigBee+短波無(wú)線通信的森林火情監(jiān)控系統(tǒng)。ZigBee是一種近距離通信技術(shù),適合傳感器節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)要求;短波作為一種遠(yuǎn)距離無(wú)線通信技術(shù),在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸方面有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。以上二者的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在森里火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中具有廣闊的應(yīng)用前景。
1 通信系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案
整個(gè)系統(tǒng)由3部分構(gòu)成,如圖1所示。
1)ZigBee網(wǎng)絡(luò)該網(wǎng)絡(luò)中的ZigBee模塊按功能不同,可分為End-Node和Coor-Node。End,是一種帶有傳感器的數(shù)據(jù)采集節(jié)點(diǎn),采集并無(wú)線發(fā)送森林環(huán)境信息;Coor-Node的組成,用途。在單個(gè)網(wǎng)絡(luò)內(nèi),所有的End-Node和Coor-Node節(jié)點(diǎn)按照Z(yǔ)igBee協(xié)議組成星型網(wǎng)絡(luò)。
2)中繼節(jié)點(diǎn)一個(gè)帶有為控制器的網(wǎng)絡(luò)中繼節(jié)點(diǎn),具有短波和ZigBee兩種協(xié)議數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換能力,ZigBee模塊部分接受ZigBee網(wǎng)絡(luò)采集到的數(shù)據(jù),經(jīng)過(guò)處理后,通過(guò)短波數(shù)傳電臺(tái)傳送送遠(yuǎn)程上位機(jī)監(jiān)控中心,同時(shí)通過(guò)短波數(shù)傳電臺(tái)也能夠從上位機(jī)獲得各種控制和設(shè)置指令,并把這些指令傳送到ZigBee網(wǎng)絡(luò),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)對(duì)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置。
3)上位機(jī)監(jiān)控中心 上位機(jī)端,電臺(tái)將接收到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào),并數(shù)據(jù)由串口輸入上位機(jī)的管理軟件中,從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的設(shè)置和森林環(huán)境參數(shù)的顯示、查詢、存儲(chǔ)等功能。
評(píng)論