基于ZigBee的森林火災監測設計

1)信息采集模塊負責對網絡中的傳感器節點進行定位；并對傳感器節點采集的環境參數進行信號調理、AD轉換等處理。
2)火災監控模塊負責對信息采集模塊采集的環境參數進行數據處理和分析，根據處理結果對火險進行預報。如果監測到火點，就向林業管理部門和消防部門發出警報，并實時監測火情，對資源進行合理的調度，制定合趣有效的應急方案，實施應急響應和救援。
3)無線收發模塊負責無線傳感器節點與協調器進行無線通信。

2 森林火災監測系統設計
2．1 系統硬件總體設計
通過森林火災監測系統的結構分析和功能模塊劃分，系統由信息采集處理模塊、微控制器模塊、無線收發模塊、供電模塊等組成。系統的硬件總體設計如圖3所示。

2．2 信息采集處理模塊
信息采集模塊由煙霧傳感器、溫濕度傳感器、風力傳感器、傳感器信號調理電路、AD7998單元電路組成。煙霧傳感器是將空氣中的煙霧濃度變量轉換成有一定對應關系的輸出信號的裝置，本文選用SS-668離子型煙霧傳感器探測林區的煙霧濃度，SS-668適用于安裝在少煙、禁煙場所，用來探測煙霧有無，當一定量煙霧進入SS-668煙霧傳感器的反應腔，傳感器發出聲光警報，并向采集器輸出告警信號，通過SS-668能夠準確地檢測到煙霧，為火災預防和早期發現提供幫助。溫濕度傳感器采用溫濕度一體化的SHT10傳感器，SHT10具有數字式輸出、免調試、免標定、精度高、體積小、能耗低、自動休眠及可完全浸沒水中的特點，其將溫度感測、濕度感測、信號變換、A／D轉換和加熱器等功能集成到一個芯片上；提供二線數字串行接口SCK和DATA，接口簡單，只需要2個普通的JN5139芯片的I／O口就可以對其進行采集。風力傳感器采用EC9-1型高動態性能測風傳感器，EC9-1由風向傳感器、風速傳感器和傳感器支架組成，風速傳感器的軸上吊有磁性圓盤，用霍爾開關器件將軸的轉速轉換成電信號，其輸出信號頻率與風速的大小成正比，風向傳感器的軸帶動一個七位格雷碼盤，應用紅外發光二極管和光電三極管組成變換電路將風向變換成7位格雷碼，EC9-1具有動態性能好，線性精度高，靈敏度高，測量范圍寬，抗風強度大等特點。傳感器信號調理電路將傳感器采集的模擬信號進行放大、濾波、緩沖或定標等處理，使其適合于模／數轉換器(ADC)的輸入。AD7998是8通道，12bit，低功耗的模數轉換器，具有兼容I2C的接口，它將傳感器采集的模擬信號進行數字化，然后通過I2C總線傳送給微控制器JIN5139。