【摘要】:随着无线通信技术的快速发展,尤其近年来物联网出现以后,选择以无线传感器网络技术作为气象监测系统的通信组网协议。以ZigBee2007/Pro协议栈为基础,完成了无线传感器网络的软硬件设计。系统的硬件设计以TI公司的第一款ZigBee一片式解决方案芯片CC2530为基础,加以传感器电路、天线设计构成完整的电路。软件设计中,以成本、性能为主要考虑因素,选择了TI公司的开源ZigBee协议栈Z-Stack,并对其进行了剖析,分析了协议栈的组成结构和执行流程。
我国是世界上气象灾害种类最多、活动最频繁、危害最严重的国家之一,气象灾害造成的损失约占各种自然灾害损失的70%以上。各种气象灾害影响粮食生产,甚至能够直接影响我国经济社会和生态环境的可持续发展。为了增强对全球气候变化和极端气候事件的监测能力,提高对气候变化的定量描述和预估水平,迫切需要开展性能好、精度高、长期稳定运行的气象监测站对气候系统进行长期连续观测。
目前,我国的有线遥测自动气象站越来越多地应用到气象部门。但在条件艰苦的高山、沙漠、海岛等不适宜有人值守的地区,就需要大量采用自动采集、无线传输(GPRS、卫星通信)的自动气象站。随着无线通信技术的快速发展,尤其近年来物联网出现以后,选择以无线传感器网络技术作为气象监测系统的通信组网协议。无线传感器网络采用最新的无线通信协议ZigBee,能够实现低功耗、自组织、大规模的系统。以ZigBee2007/Pro协议栈为基础,完成了无线传感器网络的软硬件设计。系统的硬件设计以TI公司的第一款ZigBee一片式解决方案芯片CC2530为基础,加以传感器电路、天线设计构成完整的电路。软件设计中,以成本、性能为主要考虑因素,选择了TI公司的开源ZigBee协议栈Z-Stack,并对其进行了剖析,分析了协议栈的组成结构和执行流程。最后在协议栈的核心OSAL(操作系统抽象层)操作系统中,添加了自定义气象监测应用。将所设计的身份信息数据结构嵌入每个节点的监测应用中,实现了将所有节点的身份信息和气象数据一起发送给监控主机,完成了最终的无线气象监测系统。(www.daowen.com)
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