【毕业论文】小型气象站气候监测系统设计缩写稿

毕业论文缩写稿题目小型气象站气候监测系统设计学生李海燕学号20110311111专业电子信息工程指导教师李颀陕西科技大学职业教育师范学院2015年6月2日专业班级信工111学生姓名李海燕指导教师李颀陕西科技大学职业教育师范学院陕西西安710021摘要针对目前传统小型气象站气候监测系统布线复杂、功耗高、设备维护和变更成本高的现状。本文设计了一种以CC2530为核心控制芯片的ZIGBEE网络气候监测系统，系统采用CC2530作为主控MCU，便于与现场的其他监测对象通过ZIGBEE技术组网汇集数据；数据传输稳定、实时性好。本系统由协调器节点、路由器节点和终端传感器节点三个部分组成。由协调器节点建立并维护ZIGBEE网络，由无线终端传感器节点采集温湿度信息。在完成了硬件的实现及软件设计的基础上完成了各软件部分的仿真调试。设计完成后，硬件和软件能够配合完成CC2530版本的测试、ZIGBEE模块间的通信及数据的采集等功能。ZIGBEE模块通信时首先协调器节点组建一个网络，然后RFD节点申请加入该网络，协调器节点和RFD节点能够实现网络信号的接收和发送。关键词小型气象站，ZIGBEE，CC2530DESIGNOFSMALLWEATHERSTATIONSWEATHERMONITORINGSYSTEMABSTRACTINVIEWOFTHEPRESENTTRADITIONALSMALLSTATIONSCLIMATEMONITORINGSYSTEMWIRINGCOMPLEX,HIGHPOWERCONSUMPTIONANDHIGHCOSTOFEQUIPMENTMAINTENANCEANDCHANGEOFTHESTATUSQUOINTHISPAPER,WEDESIGNACC2530ASTHECORECONTROLCHIPOFZIGBEENETWORKCLIMATEMONITORINGSYSTEM,USINGCC2530ASMCUCONTROLSYSTEM,TOFACILITATEWITHTHECOLLECTIONOFOTHERMONITORINGOBJECTSTHROUGHZIGBEETECHNOLOGYNETWORKDATADATATRANSMISSIONSTABILITY,GOODREALTIMEPERFORMANCETHISSYSTEMBYTHECOORDINATORNODE,THEROUTERNODESANDTERMINALSENSORNODESOFTHREEPARTSBYTHECOORDINATORNODETOESTABLISHANDMAINTAINZIGBEENETWORK,THEWIRELESSTERMINALTEMPERATUREANDHUMIDITYSENSORNODESTOCOLLECTINFORMATIONUPONCOMPLETIONOFTHEIMPLEMENTATIONOFHARDWAREANDSOFTWAREDESIGNCOMPLETEDONTHEBASISOFTHESIMULATIONANDDEBUGGINGOFSOFTWAREPARTAFTERTHECOMPLETIONOFTHEDESIGN,HARDWAREANDSOFTWARETOASSISTCOMPLETECC2530VERSIONOFTHETEST,COMMUNICATIONBETWEENZIGBEEMODULEANDDATACOLLECTION,ANDOTHERFUNCTIONSZIGBEEMODULECOMMUNICATIONCOORDINATORNODETOFORMANETWORKFIRST,ANDTHENAPPLYFORRFDNODETOJOINTHENETWORK,THECOORDINATORNODEANDRFDNODECANREALIZENETWORKSIGNALRECEIVINGANDSENDINGKEYWORDSMINITYPEWEATHERSTATION,ZIGBEE,CC25301课题背景我国自动气象站的研制已有40年的历史。20世纪90年代末，我国自行研制的自动气象站已经开始投入业务使用。迄今全国气象站地面观测要素中的器测项目基本上由自动测量代替，这标志着我国地面气象观测进入了一个新时代，自动气象数据采集正在走入气象舞台，气象资料观测也由早期的人工观测发展为仪器自动观测与记录处理。因此建立气象要素自动采集系统是必然的趋势。2研究内容本课题设计的主要内容是设计出一套气象参数采集系统，所做工作包括传感器的选择、系统方案的设计、硬件电路的设计制作、软件的设计、硬件电路的调试、完成系统硬件数据采集器的总体设计，对具体实现电路进行详细的分析，完成数据采集原理图的制作，并通过调试，设计的气象数据采集装置能够自动采集温度、湿度、光照强度、风向风速等传感器输出的数据。3研究方案31硬件设计及原理小型气象站气候监测系统由上位机监测端和下位机ZIGBEE网络两部分组成，如图32所示。下位机ZIGBEE网络系统由协调器节点、路由器节点和温湿度传感器终端节点三个部分组成。协调器节点负责建立网络，并发送和接收指令；温湿度传感器终端节点主要负责采集温湿度信息；路由器节点主要负责转发传感器节点采集到的温湿度数据。由于ZIGBEEG作在24GHZ的频段，波长比较短，传输距离和穿透能力都比较弱。所以在某些节点距离比较远的时候需要加入具有路由功能I构IZIGBEE模块。上位机负责把下位机系统发送来的温湿度数据用直观的图形化方式显示出来。便于管理人员对温湿度信息进行实时监控。协调器传感器节点传感器节点传感器节点上位机路由器传感器节点RS23232系统结构图32软件设计33系统框图4总结由于本设计监控对象为室内环境参数，比较以上6中无线通信技术，ZIGBEE联盟对IEEE802154标准网络层协议和API进行了标准化，制定了基于IEEE802154，具有高可靠、高性价比、低功耗的网络应用规格。ZIGBEE联盟对ZIGBEE标准的制定IEEE802154的物理层、MAC层及数据链路层，标准已在2003年5月发布。ZIGBEE网络层、加密层及应用描述层的制定也取得了较大的进展。V10版本已经发布。其他应用领域及其相关的设备描述也会陆续发布。ZIGBEE联盟还开发了安全层，以保证这种便携设备不会意外泄露其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其他节点获得。故ZIGBEE协议网所具特点最合适用于环境监控系统。参考文献1刘涛,赵计生基于ZIGBEE技术的农田自动节水灌溉系统J测控技术,20082795962金纯,罗租秋ZIGBEE技术基础及案例分析M北京,国防工业出版社,2008,14203高雨明浅析ZIGBE