【《一基于ZigBee的智能气象站监测系统结构设计》9100字（论文）】

一基于ZigBee的智能气象站监测系统结构设计目录TOC\o"1-3"\h\u313271绪论 2274041.1气象系统的研究背景及意义 250202需求分析 3173012.1功能设计 3108472.2性能设计 3304192.3方案设计 482393关键技术介绍 411233.1ZigBee简介 4208983.2CC2530芯片介绍 4277144结构设计 514004.1系统结构设计方案 5281664.2系统的硬件构成 524254.2.1传感器的选择 588864.2.2ZigBee模块硬件设计 649734.2.3ESP8266WIFI透传网关工作流程 7200804.2.4WiFiSTA通信验证 9283234.3系统软件分析 10287404.3.1IAR软件的简介 107394.3.2串口软件 1125444.3.3USB转串口驱动安装 11265604.3.4系统通信流程 1298164.3.5组网分析 1340034.3.6物联网”综合分析仪IOTA-1100 1474164.3.7数据分析 16122965系统功能结果分析 16167966总结与展望 17309136.1总结 17274276.2展望 1831293参考文献 191绪论1.1气象系统的研究背景及意义气象站的设计是从20世纪50年代末开始，最早是美国和苏联两个国家分别设计出了自动气象站。在20世纪60年代中期，工程师设计出来了第二代自动气象站，这种气象站可以适应一些气象恶劣的天气状况，在性能上比第一代增强了许多。到了20世纪70年代通过技术手段解决了以前气象站存在的问题，是气象站性能更加强大了。到了现在随着科技的不断进步气象站的功能也变得智能化，也能在各种恶劣气候条件中稳定工作。在人们日常生活中，随着社会的不断进步人们对气象数据的实时性和准确性越来越严格。为达到这个目的开发了一款小型智能气象站，可以对小范围的气象条件进行精确测量，并对用户进行即时传送气象信息。还可以根据当前天气数据设定一个阈值。例如，当外界环境空气中湿度达到系统设定的阈值时，系统的湿度报警器就会作出反应，然后蜂鸣器就会发出警报，这是使用者就会接受到信息并作出判断，当前天气有可能下雨。还有当外面风速达到系统设定的阈值，蜂鸣器也会发出警报，提醒人们做好防风措施。所以研究这款小型智能气象系统是很有必要的。在农业生产方面，自然环境中的气象因素对农作物的生产活动具有很大联系。所以，掌握农业生产活动中的气象信息很重要。这款小型智能气象站可以检测多个气象数据，可以帮助种植人员实时、准确掌握农业种植气象因素。而且，目前大型自动化气象设备普遍价格昂贵，增加了农业生产活动中的生产成本，不利于农业生产活动中的普及。在农业生产活动中使用小型智能气象站这套系统可以有效的减少生产成本。并且该小型智能气象系统监测农业气象数据精确，并且可以对气象数据进行无线传输和保存。方便农业生产者根据这些气象数据及时对农作物进行管理。小型智能气象系统可以有效保障农业生产，具有很大的研发和使用价值。2需求分析2.1功能设计温湿度、风向、风速气象数据采集能够通过ZigBee将采集到的数据传递给电脑。在信息的通讯过程中，需要保证信息传输稳定，同时又需要降低来自外界环境因素的干扰，还需要拥有存储通信数据和远距离通信的功能。小型智能监测系统使用高精度传感器对外界环境进行监测。通过ESP8266模块将数据传递给电脑端或手机端。通过系统设定的阈值可以有效的通过蜂鸣器提醒人们做出应对。当环境中的气象数据超出系统设定的阈值，蜂鸣器就会作出反应，发出嗡鸣声。2.2性能设计（1）稳定性：小型智能气象站监测系统采用了高精度温湿度传感器DHT11模块，和性能优秀的风向传感器和风速传感器，且质量过硬可以适应恶劣环境。在设计电路时，选择了结构简单的电路。把来自外界对系统的影响降到了最低。（2）可使用性：小型智能气象站监测系统体积小，安装拆卸方便。且价格实惠便宜，便于维修。还可以通过操控上位机进行控制，操作简单。（3）可靠性：小型智能气象站监测系统采用了ZigBee。ZigBee有完备的检测能力，同时在ZigBee应用时，会进行反复的检验流程。系统内再进行数据交流时，数据的传输还采用了避免碰撞技术，可以有效避开ZigBee通信过程中的冲突。2.3方案设计小型智能气象监测系统采用了三种传感器分别是：温湿度传感器DHT11、风速传感器和风向传感器。通过这几个传感器收集气象数据，并把数据通过串口通信传递给以CC2530芯片为核心的开发板，并对数据进行处理。然后根据独特的计算法和输出格式等将收集到的气象数据通过ZigBee无线方式输出。小型智能监测系统研究的目标和方案分为硬件设计和软件设计两个方面。软件设计部分运用了瑞典公司的IAR软件来进行编程设计和ZigBee组网技术。小型智能气象监测系统硬件部分使用了ZigBee开发套件。该开发套件包含了仿真器、终端节点、协调器节点和传感器等等。其中，传感器主要使用了风速传感器、风向传感器和数字温湿度传感器DHT11。ZigBee模块核心板块是CC2530处理芯片，ESP8266WiFi透传网关上的协调器模块通过串口与ESP8266WiFi模块相连接。收集到的数据通过TCP/IP协议把数据传递给PC端或者手机端，还可以配合上位机来实现对气象数据的监测。这就完成了小型智能气象站监测系统的开发。3关键技术介绍3.1ZigBee简介ZigBee中文名字为紫峰，是一种无线通信系统。特点是传输数据距离近、通信过程简单。可以应用于小范围、耗能低、数据传输速率低的设备之间的通信。且还拥有耗能低、价格便宜、数据容量大、低时延、数据保密性强和拥有多种网络拓扑结构等优点。ZigBee协议依次分为五层分别为：物理层（PHY）、媒体访问控制层（MAC）、传输层（TL）、网络层（NWK）、应用层（APL）。ZigBee还可以通过协调器组建网络和由路由器搜寻并加入网络，将各个传感器终端节点连接起来。ZigBee网络的拓扑结构主要分成三类：网状拓扑结构、星型网络拓扑结构和树形拓扑结构。ZigBee网络拓扑结构中有三种不同工能的节点，通过三种节点的不同搭配组成了以上三种拓扑结构。3.2CC2530芯片介绍CC2530芯片是德州仪器公司生产的CC253X系列芯片中的一款。这款芯片是为了和ZigBee技术相互搭配而设计生产的一款芯片CC2530芯片实施了IEE802.15.4协议标准。在物联网领域适用性极强。这款芯片还有性能强、耗能少等优点。CC2530芯片的工作性能优点：CC2530芯片的中央处理器性能优秀。CC2530芯片拥有四种闪存方式可供开发者利用。正常工作频率在2.4Hz，还兼容三种协议标准。CC2530芯片拥有三种供电模式，运行时损耗的能量少，延时低，运行速度非常快。4结构设计4.1系统结构设计方案小型智能气象站监测系统结构有硬件和软件两部分。硬件有两部分别为传感器部分和ZigBee开发套件。传感器通过RS485总线连接到终端节点将收集到的数据传递给上位机，上位机再将处理过的信号通过WiFi网关传递给PC端或手机端。软件设计方面主要是通过使用IAR软件开发系统所需要的程序。小型智能气象站监测系统整体设计方案如图4.1。ESP8266WiFi网关ESP8266WiFi网关温湿度传感器节点温湿度传感器节点返回采集数据风向传感器节点手机端ESP8266WiFi模块协调器节点返回数据返回数据风向传感器节点手机端ESP8266WiFi模块协调器节点风速传感器节点风速传感器节点发送控制命令发送命令发送命令图4.1系统方案设计图4.2系统的硬件构成4.2.1传感器的选择温湿度传感器：在本次小型智能气象站设计中挑选了温湿度传感器DHT11,DHT11模块是一款复合传感器。它通过一个模块收集外界环境中温度和湿度两种气象数据。这款产品运用了技术数字模块采集技术和温湿度传感技术。这两项技术使气象系统监测温湿度拥有可靠性和稳定性。温湿度传感器DHT11内主要的两个元件分别为电阻式感湿元件和NTC测温元件。还连接了一个性能优秀的8位单片机。因此，温湿度传感器DHT11具有运行速度快、价格便宜和抗干扰性强等特点。DHT11的感湿元件的湿度测量范围是20%到95%之间，正常工作温度环境在0度到50度之间，且湿度测量误差为正负5%。NTC测温元件测量范围为0度至50度之间，且温度测量误差为正负2度。温湿度传感器DHT11的正常工作电压为5V。风速传感器：风速传感器有风杯式和超声波两种不同工作方式的产品，本次设计选择了三杯式风速传感器。在开始是英国鲁宾孙发明并制造了风杯式风向传感器。在本次设计中选择的三杯式传感器的感应部分是由三个圆锥形的空杯组成。当任一方向的风吹过风杯时，因为风杯凹面处承受来自风的压力和风杯凸出的圆锥面产生了一个压力差就能带动风速传感器转动起来。而且风杯底部采用了锥形设计，而风具有流动性，通过这种机械设计就可以有效减小收集风速时产生的误差。风杯带动杆的转动，收集数据。通过对风杯每秒钟转的圈数的计算就可以确定风速的具体数据。目前大多数风杯式传感器是采用三杯的，并且锥形杯的性能比半球形的好。当风速增加时转杯能迅速增加转速，当风速减小时风杯受到惯性影响，转速不能立即降低。旋转式风速传感器在间歇式风中测量的风速会产生数据偏高（产生的平均误差约为10%）。本次设计采用的风速传感器正常工作时用电少，且工作稳定。在接口处采用了防腐、防水的优质插头。还使用了防水线缆，具有防水功能，且抗干扰能力强，传输的信号稳定。采用了RS485接口，输出模拟量。体积小，安装方便。风向传感器：这种传感器收集数据的原理是通过\t"/item/%E9%A3%8E%E5%90%91%E4%BC%A0%E6%84%9F%E5%99%A8/_blank"风向箭头的转动来感受外界环境风吹的方向信息。并将信息传递给同轴码盘，同时计算出当前风向相关数据的传感器。风向传感器按工作原理可分为电阻式、光电式、电压式和罗盘式等。本次设计选择了电阻式风向传感器。电阻式风向传感器原理简单，内部采用了滑动变阻器的结构。将传感器内部由风向标转动一圈产生的电阻值的最大值与最小值分别记为360度与0度。当风向标受到外界环境风的影响时，顶部的风向标带动滑动变阻器的滑杆一起运动，而产生的电压变化数据经过处理就可以得出风向的角度，再通过得出的数据就可以输出具体方向了。本次设计采用的是RS485接口型的风向传感器。直流供电电压为5V到30V。可以正常工作在零下40度到零上60度之间。通信接口支持RS485通讯协议。响应速度快。4.2.2ZigBee模块硬件设计小型智能气象站监测系统收集开发，硬件方面主要应用了以CC2530芯片为处理芯片的ZigBee开发套件。这套ZigBee开发套件包含了3个连接传感器节点底板，1个高精度温湿度传感器模块，1个风向传感器，1个风速传感器，1个仿真器，MiniUSB线4根，3个CC2530芯片模块和一个ESP8266WIFI透传网关包含协调器节点。实验所使用ZigBee节点模块详细介绍如下图4.2所示。图4.2ZigBee节点模块三个终端节点分别连接了三个收集气象数据的传感器模块。将仿真器通过USB数据线连接到传感器终端节点，然后通过IAR软件工具分别将温湿度传感器、风向传感器、风速传感器程序编译、下载到对应的终端节点。再将协调器对应的程序通过仿真器烧写到协调器节点。三个终端节点通过使用ZigBee技术建立信息发送端和信息接收端的链路连接到协调器。协调器是小型智能气象站监测系统中的ZigBee网络的核心，主要的功能是建立、维持和管理整个ZigBee网络并分配网络短地址。还可以将四个节点用USB线与电脑相连接查看生成的串口。最后对三个终端节点和ESP8266WIFI透传网关进行供电。ESP8266WIFI模块通过串口与协调器模块相连接进行信息通信，打开串口工具可以查看小型智能气象监测系统所收集到的数据。4.2.3ESP8266WIFI透传网关工作流程ESP8266WIFI透传网关使用了一个ZigBee节点模块和一个ESP8266wifi模块，ZigBee节点模块和ESP8266Wifi模块通过串口进行信息交互。ESP8266模块支持TCP/IP协议，可以使用支持连接WiFi信号的通信设备连接到ESP8266模块上。这就相当于手机或其他通信设备直接连接到了ZigBee网络中。如图4.4所示，图片的左边为Zigbee部分，右边为ESP8266模块，它们之间的连接通过红色的拨码开关进行功能选择。具体操作步骤如下。首先将仿真器连接到协调器核心板的IO口，将协调器对应的程序成功下载到核心板中。将ESP8266WIFI透传网关通电，打开电源开关后，电源指示灯发光表示网关已打开。通过USB数据线与ESP8266WIFI透传网关连接，这时电脑会生成一个串口。在这一步运用了USB转串口的驱动技术。接下来通过控制拨码开关可以进行相关操作。将拨码开关1、2打开，zigbee模块的串口数据传输到底板上的USB接口。这种情况下，wifi网关可以当做普通的节点使用，zigbee通过串口0输出数据时，通过底板上的USB转串口，可以在PC端上的串口工具直接看到zigbee网络输出的信息。将拨码开关3、4打开，wifi模块的数据可以和底板的串口交互。使用ESP8266配置工具就可以查看并修改相关的详细参数。如下图4.3所示图4.3ESP8266配置页面将拨码开关5、6打开，zigbee模块的串口输出到wifi模块上。在这种情况下，zigbee的串口数据输出到WiFi模块，当wifi模块接收到数据的时候，也会传给zigbee模块。打开配置工具，并进行以下操作选择串口、更改无线参数和更改串口参数。然后点击搜索模块并进行自动连接。接着可以打开ESP8266WIFI配置工具查询模块参数。配置网关的工作模式有两种分别为AP和无线STA。AP模式就是通过lan端口连接到现有的有线网络中，和日常生活中的无线路由器相似。带有WiFi功能的手机通过设置一些参数后就可以连接到此WiFi模块上；STA又叫无线站点，它是每一个连接到WiFi无线网络中的终端，如手机、笔记本电脑等设备。STA可以直接连接到我们的WiFi的路由器上。在本次设计中经过仔细考虑最终选择了STA模式。STA模式:和无线终端相差不大，STA不接受无线网络的接入,但是它可以连接到AP。STA模式的配置过程如下所示。（1）在“网络协议参数”中，我们“选择TCP服务器”。本地端口为20000。（2）在“无线参数”里，选择“STA模式”，网络名称和密码选择我们已有的路由器和密码。我们测试的wifi路由器名称是“TP_LINK_WEI”，WiFi密码为“12345678”。所以我们这里网络名称写“TP_LINK_WEI”，密码设定为12345678。用户一定要根据自己的路由器设置修改此项。（3）串口参数，不提供修改，默认为115200。（4）在“网络参数”里，本地IP写路由器里不存在的一个IP，我们写50。这里我们一定要设置同网段的IP，实际IP用户可修改。（5）点击“3、设置参数”，即可以完成配置。ESP8266WIFI透传网关如下图4.4所示图4.4ESP8266WIFI透传网关4.2.4WiFiSTA通信验证（1）首先验证此WiFi是否连接到路由器上（注意：wifi网关和电脑是接在同一路由器下的）。通过电脑ping一下刚刚设置的IP地址:50，ping通即表示wifi网关连接到路由器上了。如图4.5所示图4.5连通测试结果图（2）打开手机WiFi，并连接到已设置好WiFi。（3）打开手机上的软件，并按下图4.6进行配置：图4.6手机app参数配置（4）在上一步点击连接后，可以看到源源不断地收到wifi网关传来的数据。4.3系统软件分析4.3.1IAR软件的简介Zigbee的开发环境是通过IAR软件搭建的。IAREmbeddedWorkbench(简称EW)编绎器是一款功能强大且学习难度低适合大多数物联网开发者的一款开发工具。它还支持多种处理器，如ARM\430等处理器的编程应用。IAR的集成开发环境建议使用最新的版本，它还兼容WIN7，WIN10等多种操作系统。到目前为止，IAREmbeddedWorkbench可以应用于8位、16位、32位AdvancedRISCMachine的微处理器。最重要的是EW这款软件使用方法简单。打开IAREmbeddedWorkbench软件界面如下图4.7所示。图4.7IAR软件界面4.3.2串口软件我们选择了串口工具SmartRFFlashProgrammer。在IAR软件上完成了相关环境配置，接着就可以使用工具SmartRFFlashProgrammer将程序进行编译，通过仿真器下载到CC2530模块中。程序在IAR软件上编译完成后会在对应文件目录中生成hex文件。运行SmartRFFlashProgrammer串口软件，选择刚刚生成的hex文件。然后将仿真器连接ZigBee模块，仿真器另一端通过USB线连接电脑。接着串口软件SmartRFFlashProgrammer就会自动识别ZigBee模块。如果识别不成功，可能是仿真器带电操作。这时需要将仿真器上的复位键摁下。再选者Actions下的Eraseprogramandverify进行参数配置如下图4.8所示.最后就点击performactions，等待程序下载完成。图4.8串口工具SmartRFFlashProgrammer界面4.3.3USB转串口驱动安装现在大多数笔记本电脑不带串口，所以在本次设计中需要将USB转为串口。在本次设计中，ZigBee模块我们的开发板使用了USB转串口芯片CH340G，如下图4.9所示。CH340G芯片还有以下特点：兼容性强可以兼容USBV2.0。并且与Windows操作系统下的串口应用程序兼容。在本次设计中进行了SOP-16和SS0P--20无铅封装，兼容RoHS。CH340G芯片可以帮助串口与ZigBee通信。USB转串口驱动在windows10系统下使用步骤如下：（1）打开CH340串口驱动位置，并将该文件解压安装。（2）将ZigBee开发板通过USB线接到电脑上，还要打开开发板电源。同时电脑屏幕上还会出现提示正在安装设备驱动程序软件的字样。（3）再将PC端的设备管理器打开，就可以查看串口的驱动是否已自动安装。（4）安装完成后，再打开设备管理器，就可以查看到生成的串口了，如下图4.10所示。图4.9USB转串口芯片CH340G图4.10设备管理器界面4.3.4系统通信流程在本次设计ZigBee通信系统中，涉及到了三个重要的ZigBee终端节点模块和一个ESP8266WIFI透传网关。其中网关包含一个协调器模块和一个ESP8266wifi模块。这三个ZigBee终端节点分别连接三个传感器用来收集气象数据。收集到的气象数据在传递给网关进行处理。网关内协调器模块和ESP8266wifi模块通过串口进行通信。ESP8266wifi模块将接收到的数据传递到手机客户端，这两者之间的通信遵循了TCP/IP协议。这些模块间通信流程图如下图4.11所示。手机终端ESP8266wifi模块EQ\o\ac(○,4)手机终端ESP8266wifi模块协调器模块EQ\o\ac(○,3)ESP8266WIFI透传网关协调器模块EQ\o\ac(○,1)EQ\o\ac(○,2)EQ\o\ac(○,1)EQ\o\ac(○,2)EQ\o\ac(○,1)EQ\o\ac(○,2)温湿度传感器终端节点风向传感器终端节点温湿度传感器终端节点风向传感器终端节点风速传感器终端节点风速传感器终端节点图4.11通信流程图EQ\o\ac(○,1)：终端节点接收协调器模块传来命令。EQ\o\ac(○,2)：终端节点接收到命令将收集到的数据传递到网关。EQ\o\ac(○,3)：协调器模块和ESP8266wifi模块通过串口进行通信。EQ\o\ac(○,4)：连接到WiFi信号与手机端通信。4.3.5组网分析 在本次设计中组建的ZigBee网络中，有三种不同的网络节点类别分别为：协调器节点（Coordi-nate）、路由器节点（Ｒouter）和终端节点（End-Device）。在ZigBee网络中不同类型的节点组合就可以形成三种不同的网络拓扑结构：星型网络、树形网络和网状网络。在小型智能气象站监测系统中采用了星型网络。以下为组网流程图如图4.12所示。图4.12组网流程图从以上流程图直观的反应了组网流程。ZigBee组网先进行网络初始化，然后终端节点加入网络。其中终端节点加入网络可以通过协调器（Coordi-nate）直接入网，接下来依次说明两个步骤。网络初始化是由系统中的协调器节点开始的。在组建网络前，需要判断充当协调器的节点没有和其他的ZigBee网络连接。如果这个节点与其他ZigBee网络建立了通信，那此节点只能充当该ZigBee网络下的子节点。一个已经组建好的网络中只存在单独一个节点充当协调器。协调器一打开就会通过主动扫描，发送信标请求命令（Beaconrequestcommand），可以设置一个扫描时间限制（T_scan_duration），如果在时间限制内未检测到其他节点返回的信号，则认为在范围内没有符合条件的协调器。接下来该节点就会建立一个ZigBee网络，并且作为ZigBee网络中的协调器。在建立ZigBee网络中还要选择一个没有其他ZigBee网络的信道。在这个信道中，网络ID（PANID）是唯一的。单独的信道有效的避免了不同的ZigBee网络在通信时发生冲突。当其他设备入网时，协调器会给终端节点分配短地址来进行通讯。且协调器的网络地址一直为0x0000。4.3.6物联网”综合分析仪IOTA-1100在ZigBee网络进行通讯的过程中我们可以采取空中抓包的方式对ZigBee网络中的数据进行分析。在这个实验中采用了物联网”综合分析仪IOTA-1100。这部仪器是由美国生产制造的，制造过程中也使用了成都无限龙有限公司的多项专利技术。这部仪器有许多功能：RF频谱分析仪、RF信号发生器、无线传感器网络空中协议分析仪、微功耗分析仪等。并且这台仪器还采用了触摸界面操作，使用者在操作这台仪器时更加方便。在本次设计中这台仪器主要使用了无线传感器网络空中分析仪功能，大幅度提升了在开发和设计小型智能气象站监测系统过程中的效率。仪器操作面板如下图4.13所示图4.13物联网”综合分析仪IOTA-1100综合分析仪IOTA-1100分析无线传感器网络空中协议搜索频率范围为2400-2483.5MHZ。还包含四个技术标准：IEEE802.15.4、ZIGBEE2004-2006、ZIGBEE2007、ZIGBEEPRO。可以实现对无线数据在空中抓包、分析和网络观察，还能对进行数据存储。主要的功能有对网络的发现和观察、网络流量观察、包装观察分析、网络拓扑分析、网络拓扑分析和绘图等。综合分析仪IOTA-1100通过内置天线自动识别空中信号，发现并识别ZigBee网络结构和空中传输的不同信道和网络的无线通讯包装。使用以后将自动存储数据包装文件，自动回放分析。下图为对小型智能气象站监测系统进行空中抓包生成的拓扑图，如下图4.14所示。图4.14拓扑图在图4.14中可以清晰看见星型拓扑结构图。三个终端节点连接了一个协调器。拓扑图左边则是抓取的数据帧包装文件。4.3.7数据分析数据分析主要通过综合分析仪IOTA-1100捕获的数据。将ZigBee模块终端节点和协调器打开且进行数据通信。然后打开综合分析仪IOTA-1100选择信道，摁下系统键盘下的more按键，这样就开启了软件选择窗口。More窗口打开后就可以选择Messageview查看数据包装的图形方式显示了。如下图4.15所示为该仪器抓取的部分数据现在对这条数据进行分析。图4.15捕获数据这四条抓取数据是在小型智能气象系统组网后抓取的.第一条数据是抓取的MAC层数据帧，从图中可以观察到命令类型为DATA型，数据帧的长度为59。目标地址为0x00000。而协调器的短地址为0x0000,由此可以得出这条数据是终端节点发送给ZigBee协调器节点的数据信息。这条数据的源地址为0x982F，帧序号为0x5D。这个源地址为协调器给发送信息的终端节点分配的短地址。MAC帧结构分为MAC帧头、MAC静载荷和MAC帧尾三类。MAC帧包含了帧控制域和地址信息。MAC静载荷的区域长度可以改变，包含了帧的类型。MAC帧尾包含了帧校验序列。第二条抓取的信息为网络层(NWK)的数据。网络层数据帧分为命令帧和数据帧两种。每一种类型的数据帧包括网络层数据帧头和网络层载荷。网络层帧结构主要分为帧控制域、路由域和帧载荷。目标地址为0x0000,数据长度占两个字节。网络源地址为0x985F,数据长度占两个字节。广播半径为0X1E,数据长度为一个字节。指定了路由传输的半径范围。当每传输一级路由时，半径域将减一。这条数据帧序号为0x8B，长度为一个字节。当同一个设备在传输一个新的数据帧时，此序列号将加以1，序列号最高为255，超过这个数值将从0重新开始计数。这四个数据为网络层帧结构中的路由域。路由域和帧控制域组成了网络层帧头。NWKpayload部分是网络层部分有效载荷。第三条信息是应用层的数据。应用层帧控制域显示此帧为应用层的数据广播帧。其帧的目的端点号为0x14。簇ID为0x0F0B。帧的源端点号为0x14。最后一条数据为网关接受到消息后做出的反应发送的数据。这条数据类型是ACK。ACK及为确认字符，在数据通信中，接收方传递给发送方的一种传输类控制符。在这次数据通信中，是网关成功接收到信息，网关回复的ACK信号。表示由终端节点发送来的数据已确认接收无误。5系统功能结果分析将小型智能气象站监测系统中各个模块连接并安装好，如下图5.1所