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基于ZigBee的森林火災監測設計
作者：
時(shí)間：2013-01-14
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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2．3 無(wú)線(xiàn)微控制器JFN5139
系統采用Jennic公司生產(chǎn)的符合ZigBee技術(shù)的芯片JN5139，JN5139是低成本低功耗無(wú)線(xiàn)微控制器，它是能使使用者在最短的時(shí)間內、以最低的成本實(shí)現IEEE802．15．4或ZigBee等應用的無(wú)線(xiàn)通信模塊。JN5139集成了16 MHz 32 bit的RISC處理器，配置有2．4 GHz頻段的IEEE80 2．15．4標準的無(wú)線(xiàn)收發(fā)器，192 kB的ROM，96 kB的RAM，模塊提供了開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )所需要的豐富的外圍器件和接口(GPIO、SPI、UAR T、I2C等)，為外接各種傳感器和控制電路提供了便利。內置的ROM存儲集成了多種豐富的軟件協(xié)議棧，可以根據應用需求，靈活選擇802．1 5.4、ZigBee、jenNet、ATZJenie、6LoWPAN等多種網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧，方便快速地組建星形、樹(shù)狀、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )等。芯片集成了MAC和AES硬件編碼加速器，節省功耗的休眠模式，安全鍵的機制和程序加密。所有以上的強大特征都集成于單一芯片，可以降低功耗，提高穩定性，減小體積。 JN5139芯片沒(méi)有集成程序存儲器，故本系統采用芯片自帶SPI接口外擴程序存儲器，程序存儲器采用2 Mbit串行閃存M25P20，該芯片集成標準的4線(xiàn)SPI總線(xiàn)和最大50 MHz數據傳輸時(shí)鐘，通過(guò)SPI接口將M25P20連接至JN5139上來(lái)讀寫(xiě)片上數據。UART單元主要由Max232及其輔助電路構成，用于微控制器的編程與程序升級。聲光報警電路主要負責林區環(huán)境參數超標火險因子較高或發(fā)現著(zhù)火點(diǎn)時(shí)發(fā)出報警信息。
2．4 供電模塊
JN5139的工作電壓是2．7～3．6 V，溫濕度傳感器SHT10的工作電壓是2．4～5．5 V，風(fēng)力傳感器EC9-1的供電電壓為5～12 V，煙霧傳感器SS-668的供電電壓為12 V，A／D轉換芯片AD7998正常工作電平為3．3 V，為移動(dòng)方便和減少換電池的次數系統采用12 V的蓄電池供電，通過(guò)開(kāi)關(guān)穩壓器件ASM1117-5．0將12 V轉變成5 V給風(fēng)力傳感器供電，5 V電壓經(jīng)過(guò)ASM1117-3．3轉換成3．3 V電壓，給主芯片JN5139和溫濕度傳感器供電。
由于森林面積大，環(huán)境惡劣，所以電池不方便經(jīng)常更換，而普通電池不能長(cháng)時(shí)間為系統供電，因此，系統采用太陽(yáng)能供電單元，該單元由太陽(yáng)能電池板、充電控制器和蓄電池組組成。充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩、高效的為蓄電池充電，并在充電過(guò)程中減少損耗、盡量延長(cháng)蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護蓄電池，避免過(guò)充電和過(guò)放電現象的發(fā)生。
3 結論
提出了一種基于ZigBee的森林火災監測系統設計，采用煙霧傳感器、溫濕度傳感器、風(fēng)力傳感器采集各林區的環(huán)境參數，基于JN5139無(wú)線(xiàn)微控制器實(shí)現無(wú)線(xiàn)通信，并對采集數據進(jìn)行處理與分析，當火險因子超標時(shí)，監控中心進(jìn)行火災預報；當發(fā)現著(zhù)火點(diǎn)時(shí)，監控中心進(jìn)行火災報警和火情監測，并制定應急預案?；赯igBee的森林火災監測系統可以根據實(shí)時(shí)采集到林區環(huán)境參數信息監澍森林火災情況，從而及時(shí)地預防森林火災的發(fā)生或高效地實(shí)施火災救援工作，保護生態(tài)環(huán)境，保障人民的財產(chǎn)和生命安全。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153617.htm
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