基于ZigBee和ARM技術的森林火情監測系統的設計

摘要：介紹了基一種基于ZigBee和ARM技術的無線森林火情監測系統。該系統采用無線傳感網絡結合上位機數據處理中心的框架，采取Zig Bee和短波無線通信方案，融合了傳感器網絡、ARM等工控技術，實現了森林環境參數采集和傳輸。在系統的總體框架下，重點分析了ZigBee組網的的設計方案，包括軟件設計和硬件設計。最后，對節點性能和整個監控系統進行了測試，證明了系統的穩定性和其數據傳輸的可靠性。
關鍵詞：ARM；ZigBee；短波；無線通信

森林在國民經濟中占有重要地位，然而，森林火災會給森林帶來嚴重危害。但是，人類在制服森林火災上，卻依然尚未取得突破性的進展，于是在火災還在萌芽狀態立即撲滅它就顯得尤為重要。因此推廣森林火情監測系統具有非常中的價值和意義。
森林火情監控系統利用預設在森里中的各種不同功能的傳感器節點采集各類森里環境參數，傳輸到上位機，利用信息管理軟件，進行數據存儲、顯示、分析處理等操作，對異常情況進行預測和報警。
目前，我國還有部分的森林火情監控還采用興建t望塔、建立視頻監控等方式。因為森林火災經常發生在人煙罕至的原始森林中，因此上述方式存在著諸多不足。鑒于此，提出了一種基于ZigBee+短波無線通信的森林火情監控系統。ZigBee是一種近距離通信技術，適合傳感器節點的組網要求；短波作為一種遠距離無線通信技術，在遠程數據傳輸方面有著獨到的優勢。以上二者的優勢互補，在森里火情監測系統中具有廣闊的應用前景。

1 通信系統總體設計方案
整個系統由3部分構成，如圖1所示。

1)ZigBee網絡該網絡中的ZigBee模塊按功能不同，可分為End-Node和Coor-Node。End，是一種帶有傳感器的數據采集節點，采集并無線發送森林環境信息；Coor-Node的組成，用途。在單個網絡內，所有的End-Node和Coor-Node節點按照ZigBee協議組成星型網絡。
2)中繼節點一個帶有為控制器的網絡中繼節點，具有短波和ZigBee兩種協議數據的轉換能力，ZigBee模塊部分接受ZigBee網絡采集到的數據，經過處理后，通過短波數傳電臺傳送送遠程上位機監控中心，同時通過短波數傳電臺也能夠從上位機獲得各種控制和設置指令，并把這些指令傳送到ZigBee網絡，從而實現對對監測網絡的設置。
3)上位機監控中心 上位機端，電臺將接收到的模擬信號轉化為數字信號，并數據由串口輸入上位機的管理軟件中，從而實現整個監測網絡系統的設置和森林環境參數的顯示、查詢、存儲等功能。