基于A(yíng)RM的無(wú)線(xiàn)氣象數據通信系統設計
摘要:為了實(shí)現自動(dòng)氣象站無(wú)線(xiàn)化、網(wǎng)絡(luò )化的需要,開(kāi)發(fā)了一種基于ARM、嵌入式Linux和CC2530構建的無(wú)線(xiàn)氣象數據通信系統。對系統軟硬件設計和通信流程進(jìn)行了闡述。采用跨平臺能力強的Qt作為開(kāi)發(fā)工具,設計并實(shí)現了一個(gè)帶有圖形用戶(hù)界面的嵌入式系統,提出新的數據幀格式,實(shí)現了氣象數據準確、高效傳輸。結果表明,系統具有低成本、高可靠性以及較好的實(shí)用性。
關(guān)鍵詞:ARM;CC2530;嵌入式系統;數據通信;無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )
自動(dòng)氣象站數據采集器一般基于單片機或PC/104總線(xiàn)控制器設計,具有與PC兼容性好、功耗低、體積緊湊等特點(diǎn),然而如何設計出功能強大,網(wǎng)絡(luò )傳輸功能強的自動(dòng)氣象站數據采集器,滿(mǎn)足現代氣象檢測的要求,是一個(gè)值得研究的課題。
文中基于ARM微處理器和Linux操作系統平臺,借助前端無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的數據輸入,利用嵌入式Qt的開(kāi)發(fā)優(yōu)勢并設計數據通信格式,完成無(wú)線(xiàn)氣象數據通信系統的設計,實(shí)現了數據的可靠傳輸。為天氣預報、科學(xué)研究、氣象災害預警等提供實(shí)時(shí)的氣象觀(guān)測數據。
1 無(wú)線(xiàn)氣象數據通信系統的基本組成
如圖1所示,無(wú)線(xiàn)氣象數據通信系統主要由無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)、協(xié)調器、數據通信器(數據通信器以S3C2440AL為核心)、遠程服務(wù)器等組成,完成對數據的采集、處理、傳輸和存儲等功能。數據的采集基于CC2530的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò ),傳感器節點(diǎn)將采集到的氣象數據定時(shí)發(fā)送給協(xié)調器,再由協(xié)調器將數據通過(guò)RS232接口傳給數據通信器,數據通信器按氣象數據處理規范對接收到的數據進(jìn)行處理后,一方面顯示在液晶顯示屏上,另一方面經(jīng)以太網(wǎng)發(fā)送到遠程服務(wù)器。此外,數據通信器保存接收的數據。
2 硬件電路設計
2.1 CC2530與S3C2440AL的連接
CC2530是TI公司以C51為內核的ZigBee芯片,它支持IEEE802.15.4標準以及ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RF4CE標準,提供101 dB的鏈路質(zhì)量,具有高接收靈敏度和強抗干擾性,同時(shí)具有低功耗、低成本、時(shí)延短、高安全等特點(diǎn)。此外,系統采用Samsung S3C2440AL來(lái)實(shí)現高分辨率彩色顯示、觸摸控制、高速數據處理及管理、網(wǎng)絡(luò )接口擴展等需要。
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