基于ZigBee和ARM技術(shù)的森林火情監測系統的設計

摘要：介紹了基一種基于ZigBee和ARM技術(shù)的無(wú)線(xiàn)森林火情監測系統。該系統采用無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò )結合上位機數據處理中心的框架，采取Zig Bee和短波無(wú)線(xiàn)通信方案，融合了傳感器網(wǎng)絡(luò )、ARM等工控技術(shù)，實(shí)現了森林環(huán)境參數采集和傳輸。在系統的總體框架下，重點(diǎn)分析了ZigBee組網(wǎng)的的設計方案，包括軟件設計和硬件設計。最后，對節點(diǎn)性能和整個(gè)監控系統進(jìn)行了測試，證明了系統的穩定性和其數據傳輸的可靠性。
關(guān)鍵詞：ARM；ZigBee；短波；無(wú)線(xiàn)通信

森林在國民經(jīng)濟中占有重要地位，然而，森林火災會(huì )給森林帶來(lái)嚴重危害。但是，人類(lèi)在制服森林火災上，卻依然尚未取得突破性的進(jìn)展，于是在火災還在萌芽狀態(tài)立即撲滅它就顯得尤為重要。因此推廣森林火情監測系統具有非常中的價(jià)值和意義。
森林火情監控系統利用預設在森里中的各種不同功能的傳感器節點(diǎn)采集各類(lèi)森里環(huán)境參數，傳輸到上位機，利用信息管理軟件，進(jìn)行數據存儲、顯示、分析處理等操作，對異常情況進(jìn)行預測和報警。
目前，我國還有部分的森林火情監控還采用興建t望塔、建立視頻監控等方式。因為森林火災經(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(zhù)諸多不足。鑒于此，提出了一種基于ZigBee+短波無(wú)線(xiàn)通信的森林火情監控系統。ZigBee是一種近距離通信技術(shù)，適合傳感器節點(diǎn)的組網(wǎng)要求；短波作為一種遠距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)，在遠程數據傳輸方面有著(zhù)獨到的優(yōu)勢。以上二者的優(yōu)勢互補，在森里火情監測系統中具有廣闊的應用前景。

1 通信系統總體設計方案
整個(gè)系統由3部分構成，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據采集節點(diǎn)，采集并無(wú)線(xiàn)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，所有的End-Node和Coor-Node節點(diǎn)按照Z(yǔ)igBee協(xié)議組成星型網(wǎng)絡(luò )。
2)中繼節點(diǎn)一個(gè)帶有為控制器的網(wǎng)絡(luò )中繼節點(diǎn)，具有短波和ZigBee兩種協(xié)議數據的轉換能力，ZigBee模塊部分接受ZigBee網(wǎng)絡(luò )采集到的數據，經(jīng)過(guò)處理后，通過(guò)短波數傳電臺傳送送遠程上位機監控中心，同時(shí)通過(guò)短波數傳電臺也能夠從上位機獲得各種控制和設置指令，并把這些指令傳送到ZigBee網(wǎng)絡(luò )，從而實(shí)現對對監測網(wǎng)絡(luò )的設置。
3)上位機監控中心 上位機端，電臺將接收到的模擬信號轉化為數字信號，并數據由串口輸入上位機的管理軟件中，從而實(shí)現整個(gè)監測網(wǎng)絡(luò )系統的設置和森林環(huán)境參數的顯示、查詢(xún)、存儲等功能。