亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于ZigBee和CDMA的水情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

        2013-02-26 08:39:22
        大眾科技 2013年10期
        關(guān)鍵詞:水情射頻中心

        朱 娟

        (湖北文理學(xué)院物理與電子工程學(xué)院,湖北 襄陽 441000)

        水旱災(zāi)害一直是人類面臨的主要自然災(zāi)害之一,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,社會(huì)對(duì)水資源需求的數(shù)量與質(zhì)量要求也越來越高。當(dāng)下,洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水土流失、水污染四大水問題對(duì)我國全面建設(shè)小康社會(huì)已經(jīng)構(gòu)成嚴(yán)重制約,因此,必須利用和管理好水資源,完善水利設(shè)施,興利避害,造福人類。

        目前,水情信息的采集、監(jiān)測(cè)主要有線方式和無線方式。有線方式不僅成本過高,在某些特殊地域不適合布線,且有線方式的設(shè)備的安裝相對(duì)來說也很麻煩?,F(xiàn)有的無線方式中,使用的大多是收費(fèi)的頻段,并且收費(fèi)方式是按設(shè)備節(jié)點(diǎn)數(shù)計(jì)算,它們的硬件設(shè)備成本及運(yùn)行成本都比較高。而本系統(tǒng)中采用時(shí)下新興的zigbee無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng),它使用2.4GHz的免費(fèi)頻段,是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無線通信技術(shù),極好的解決了大范圍水情的監(jiān)控問題。

        1 水情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

        1.1 水情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

        基于 zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)的水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示,系統(tǒng)主要由傳感器節(jié)點(diǎn)、中心節(jié)點(diǎn)、CDMA模塊和監(jiān)控中心組成。傳感器節(jié)點(diǎn)任意分布在某一監(jiān)測(cè)區(qū)域,多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)與一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)構(gòu)成zigbee通信子網(wǎng),中心節(jié)點(diǎn)通過zigbee協(xié)議與各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信,獲取各個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù),再通過CDMA無線通信模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送到監(jiān)控中心。

        圖1 系統(tǒng)總體框圖

        該系統(tǒng)能對(duì)監(jiān)測(cè)站各類傳感器設(shè)備兼容,初步實(shí)現(xiàn)(雨量信息、水位信息、電源電壓信息、采集器工作狀態(tài)信息)數(shù)字和模擬信號(hào)的采集,其中電源信息輸入信號(hào)為0-12v,雨量、水位信號(hào)為開關(guān)量信號(hào),要求降雨1mm觸發(fā)采集計(jì)量并上傳;水位計(jì)采用格雷碼方式,要求變化10mm觸發(fā)采集計(jì)量并上傳。

        1.2 網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器中心節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

        中心節(jié)點(diǎn)也稱網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器,它由zigbee射頻收發(fā)模塊、主控制器和CDMA通信模塊組成。其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。zigbee射頻收發(fā)模塊與微處理器之間采用串口中斷通信,當(dāng)中心節(jié)點(diǎn)zigbee模塊收到傳感器節(jié)點(diǎn)采集到的數(shù)據(jù)后,會(huì)通過中斷觸發(fā)主控制器完成接收數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等任務(wù),并觸發(fā)CDMA模塊向監(jiān)控中心發(fā)送數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與傳感器設(shè)備節(jié)點(diǎn)之間的通信使用zigbee無線網(wǎng)絡(luò),協(xié)調(diào)器與監(jiān)控中心的遠(yuǎn)程通信使用CDMA網(wǎng)絡(luò)。前者可擴(kuò)大監(jiān)測(cè)范圍,減小成本,后者可增加通信距離,便于遠(yuǎn)程操作。

        圖2 中心節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)圖

        中心節(jié)點(diǎn)zigbee射頻收發(fā)模塊采用TI公司的CC2530,它是TI最新推出的符合IEEE 802.15.4的2.4G射頻收發(fā)器,該芯片工作的頻率范圍是2400~2483.6MHZ,支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸高達(dá)250Kb/s,CC2530集成了業(yè)界領(lǐng)先的RF收發(fā)器、增強(qiáng)工業(yè)標(biāo)注的8051MCU,可編程Flash存儲(chǔ)器、8KB RAM和許多其它強(qiáng)大功能。CC2530有4 種不同的Flash 版本: CC2530F32 /64/128 /256,分別具有 32 /64 /128 /256 KB Flash 存儲(chǔ)器. CC2530 比較適合需要超低功耗的系統(tǒng),它能夠以非常低的材料成本建立強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),可以實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的快速組網(wǎng),是一個(gè)真正的用于IEEE 802. 15. 4、ZigBee 和RF4CE 應(yīng)用的片上系統(tǒng) ( SOC) 解決方案[2]。

        中心節(jié)點(diǎn)的主控制器采用32位ARM7微控制器LPC2210,它是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的16/32位ARM7TDMI-STM CPU的微控制器。對(duì)代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用,可使用16位Thumb模式將代碼規(guī)模降低超過30% ,而性能的損失卻很小。由于LPC2210的144腳封裝 極低的功耗 多個(gè)32位定時(shí)器 8路10位ADC PWM輸出以及多達(dá)9個(gè)外部中斷使它們特別適用于工業(yè)控制醫(yī)療系統(tǒng)訪問和控制POS機(jī);通過配置總線LPC2210最多可提供76個(gè)GPIO,由于內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口,它們也非常適合于通信網(wǎng)關(guān)、協(xié)議轉(zhuǎn)換器、嵌入式軟modern以及其它各種類型的應(yīng)用。

        CDMA模塊由無線數(shù)據(jù)傳輸終端Saro6550EP CDMA DTU來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸及數(shù)據(jù)共享。該終端采用模塊化設(shè)計(jì),是基于CDMA技術(shù)的DTU,符合CDMA IS-95A/B、CDMA 20001X 空中接口標(biāo)準(zhǔn),采用低功耗高性能的嵌入式處理器,可高速處理協(xié)議和大量數(shù)據(jù),內(nèi)嵌標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議棧, 數(shù)據(jù)終端永遠(yuǎn)在線,支持全透明方式下多中心數(shù)據(jù)傳輸,支持根據(jù)域名和IP 地址訪問中心,多種工作模式選擇,使用方便、靈活,軟硬件看門狗設(shè)計(jì),保證系統(tǒng)穩(wěn)定,采用5V~35V 電壓,供電電源適應(yīng)性更寬,抗干擾設(shè)計(jì),適合電磁環(huán)境惡劣的應(yīng)用需求,方便的系統(tǒng)配置和維護(hù)借口,支持串口軟件升級(jí)和遠(yuǎn)程維護(hù)。

        1.3 傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

        傳感器節(jié)點(diǎn)也稱為設(shè)備節(jié)點(diǎn),它主要由zigbee射頻收發(fā)模塊和前端各種傳感器組成。zigbee射頻收發(fā)模塊芯片仍使用TI的CC2530,雨量計(jì)選擇北京恒奧德儀器儀表有限公司的TQY8-SL2-1, 它用來測(cè)量降雨量及降雨強(qiáng)度,采用單翻斗式技術(shù)原理,其輸出的開關(guān)信號(hào),通過電纜直接與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。水位計(jì)采用壓阻式壓力傳感器測(cè)得水深,從而得到即時(shí)水位值。

        此外,為了增加通信距離,在中心節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)上都要安裝天線,它是zigbee射頻收發(fā)模塊的重要器件,系統(tǒng)中使用巴倫匹配電路來進(jìn)行射頻收發(fā)信號(hào)的匹配,天線采用效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、饋電方便的印制彎折倒F型天線,具有尺寸小、剖面低、成本低等特點(diǎn)。

        2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

        本系統(tǒng)采用的開發(fā)環(huán)境是 IAR7.6,采用的協(xié)議棧為 TI的TI-MAC-1.3.1,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器和若干從設(shè)備節(jié)點(diǎn),協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的建立和維護(hù),從設(shè)備負(fù)責(zé)通過前端傳感器采集數(shù)據(jù),當(dāng)一個(gè)協(xié)調(diào)器上電開始工作時(shí),它就會(huì)掃描信道并選擇合適信道,設(shè)定一個(gè)PANID,然后啟動(dòng)PAN;而設(shè)備節(jié)點(diǎn)需要和協(xié)調(diào)器建立連接加入 PAN,為了建立連接,設(shè)備需要向協(xié)調(diào)器提出連接請(qǐng)求,協(xié)調(diào)器接收到設(shè)備連接請(qǐng)求后根據(jù)情況決定是否允許其連接,然后對(duì)請(qǐng)求連接的設(shè)備做出回答。只有設(shè)備與協(xié)調(diào)器建立連接后,才能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。此外,為了實(shí)現(xiàn)低功耗,設(shè)備節(jié)點(diǎn)采用休眠/喚醒機(jī)制,每隔30s采集一次數(shù)據(jù),不采集數(shù)據(jù)時(shí)處于休眠模式,當(dāng)定時(shí)時(shí)間到,便喚醒CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸工作。系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。

        圖3 系統(tǒng)軟件流程圖

        3 結(jié)束語

        經(jīng)過試驗(yàn)測(cè)試,此設(shè)計(jì)方案能滿足遙測(cè)站對(duì)雨量、水位、設(shè)備供電情況的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè),能較好地滿足用戶要求。本文提出的基于ZigBee和CDMA的水情遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可同時(shí)對(duì)多個(gè)區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè),而且開發(fā)成本較低、便于安裝,很好的解決了傳統(tǒng)水情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中存在的布線、搬遷、成本等問題。若要擴(kuò)大監(jiān)控范圍,可通過增加網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的方式來擴(kuò)大子網(wǎng)數(shù)量,將星型拓?fù)涓臑闃湫瓮負(fù)?。另外,本系統(tǒng)稍加改動(dòng)也可用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域,具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

        [1] 劉輝,趙麗芬,孫番典,張品.基于CC2530的zigbee射頻收發(fā)模塊設(shè)計(jì)[J].云南民族大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,21(6):452-456.

        [2] 馬福昌,馮道訓(xùn),張英梅,等.zigbee和GPRS技術(shù)在水文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].水利水文自動(dòng)化,2008,1(3):1-4.

        [3] 鄧?yán)?王子敬,范玲俐.基于zigbee無線網(wǎng)絡(luò)的溫度采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電子元器件應(yīng)用,2010,2:39-40.

        [4] Linlin Cuia, Yude Liub, Wentian Shi, Quan Gan, Qi Liu.Research on Data Transmission Based on CC2530 of ZigBee[J].2010 4th International Conference on Intelligent Information Technology Application:92-94

        猜你喜歡
        水情射頻中心
        剪掉和中心無關(guān)的
        5G OTA射頻測(cè)試系統(tǒng)
        在打造“兩個(gè)中心”中彰顯統(tǒng)戰(zhàn)擔(dān)當(dāng)作為
        關(guān)于射頻前端芯片研發(fā)與管理模式的思考
        甜水情
        別讓托養(yǎng)中心成“死亡中心”
        ALLESS轉(zhuǎn)動(dòng)天線射頻旋轉(zhuǎn)維護(hù)與改造
        電子制作(2016年1期)2016-11-07 08:42:54
        腹腔鏡射頻消融治療肝血管瘤
        2011年遼寧省汛期水情分析
        北上廣操心“副中心”
        博客天下(2015年17期)2015-09-15 14:55:10
        亚洲国产丝袜久久久精品一区二区| 亚洲国产成人手机在线观看| 国产亚洲无码1024| 国产成人综合久久大片| 肉色丝袜足j视频国产| 饥渴的熟妇张开腿呻吟视频| a在线免费| 亚洲产在线精品亚洲第一页| 亚洲熟妇自偷自拍另类| 大肉大捧一进一出视频| 午夜成人理论无码电影在线播放| 日本变态网址中国字幕| 伊人青青草综合在线视频免费播放| 免费va国产高清大片在线| 国产精品久久久久国产精品| 69搡老女人老妇女老熟妇| 美女视频在线观看网址大全| 亚洲国产精品国自产拍av| 欧美在线三级艳情网站| 亚洲av国产大片在线观看| 精品人妻一区二区三区在线观看| 精品少妇一区二区三区免费观 | 亚洲另类精品无码专区| 国产av天堂亚洲国产av麻豆| 五月开心六月开心婷婷网| 国产免费一区二区三区免费视频 | 四虎国产精品永久在线国在线| 一级午夜视频| 一本大道加勒比东京热| 午夜福利理论片在线观看播放| 午夜成人无码福利免费视频| 中文字幕亚洲人妻系列| 亚洲啪啪色婷婷一区二区| 亚洲av一二三四区四色婷婷| 国产精品成人va| 精品亚洲乱码一区二区三区| 天天综合天天爱天天做| 理论片午午伦夜理片影院| 九月色婷婷免费| 国产白浆一区二区在线| 女人喷潮完整视频|