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基于ZigBee的自动气象站系统的设计

作　者: 徐兵
导　师: 唐慧强
学　校: 南京信息工程大学
专　业: 系统分析与集成
关键词: ZigBee 传感器自动气象站
分类号: P415.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 465次
引　用: 5次
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内容摘要

本文阐述了ZigBee技术的特点,提出了基于ZigBee技术的无线自动气象站系统的设计过程,系统整体设计分为硬件和软件两部分,硬件部分采用Jennic 5121芯片为核心器件,设计一个无线传感器网络实现在无人监管的情况下定时完成对气象要素温度、湿度、气压、雨量、风速和风向的采集,各个节点基于ZigBee技术使数据以无线方式发送到网关节点。网关节点可通过串行通信和GPRS通信方式将采集的数据实时传输到上位机来实现后期处理。软件部分主要是实现无线网络的建立,包括网关节点选择合适的信道建立网络,传感器节点寻找并加入网络、传感器芯片的工作以及数据的无线收发。系统采用电池供电,适合无线自动气象站在复杂地形的工作情况。无线自动气象站系统具有安装简单,扩展容易,提高工作效率等优点,是自动气象站发展的趋势。该无线传输方式具有功耗低、成本低、数据安全性高等特点,不仅适用于气象数据的采集传输,还可以应用于环境、交通等领域。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章绪论  9-12
  1.1 前言  9
  1.2 国内外无线自动气象站发展现状  9-10
  1.3 本文主要研究内容  10-12
第二章 ZiBee技术及其应用  12-21
  2.1 ZigBee技术概述  12-17
    2.1.1 ZigBee的协议结构  13
    2.1.2 物理层  13-14
    2.1.3 数据链路层  14-15
    2.1.4 网络层  15-16
    2.1.5 应用层  16
    2.1.6 原语的概念  16-17
  2.2 帧结构  17-18
  2.3 ZigBee技术优点  18
  2.4 多种无线方式比较  18-20
  2.5 ZigBee技术主要应用方面  20-21
第三章自动气象站系统的硬件设计  21-36
  3.1 自动气象站数据采集性能指标  21-22
  3.2 传感器的选择及工作原理  22-24
  3.3 主要传感器电路的设计  24-29
    3.3.1 温度测量电路  24-25
    3.3.2 湿度测量电路  25-27
    3.3.3 气压采集测量  27
    3.3.4 风速风向测量  27-28
    3.3.5 雨量信号采集  28-29
  3.4 无线收发模块选择  29-34
    3.4.1 串行通信  31-33
    3.4.2 电源设计  33-34
  3.5 印刷电路板设计  34-36
第四章系统软件设计  36-49
  4.1 系统执行流程图  36-38
  4.2 数据传输模式  38-40
    4.2.1 数据传送到主协调器  38-39
    4.2.2 主协调器发送数据  39-40
    4.2.3 数据传输格式  40
  4.3 程序初始化  40-41
  4.4 组网  41-43
    4.4.1 网络发现  41-42
    4.4.2 网络的形成  42-43
    4.4.3 允许设备连接  43
  4.5 无线通用异步收发  43-44
  4.6 串口通信软件设计  44-48
  4.7 本章小结  48-49
第五章系统测试  49-51
  5.1 功能测试  49
  5.2 传输距离测试  49-50
  5.3 本章小结  50-51
后记与展望  51-52
参考文献  52-55
致谢  55-56
学术论文清单  56

基于ZigBee的自动气象站系统的设计

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