實(shí)時時鐘模塊 - 基于ZigBee的森林火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2. 2. 5 實(shí)時時鐘模塊

　　實(shí)時時鐘模塊主要器件采用PCF8563 時鐘芯片，它是低功耗的CMOS 實(shí)時時鐘/日歷芯片，提供1 個可編程時鐘輸出、1 個中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C 總線接口串行傳遞。該芯片為系統(tǒng)提供時間基準(zhǔn)，可以根據(jù)設(shè)置值采集數(shù)據(jù)，定時存入數(shù)據(jù)存儲器，同時也能喚醒微控制器進(jìn)行自動采集，滿足對實(shí)時時鐘芯片的各種需要。

　　2. 2. 6 太陽能供電單元

　　由于普通電池不能滿足系統(tǒng)長時間的要求，因此，系統(tǒng)采用太陽能供電單元。該單元由太陽能電池組、充電控制器和蓄電池組組成。充電控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的使用壽命，同時保護(hù)蓄電池，避免發(fā)生過充電和過放電現(xiàn)象。

　　3 軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　JN5121-000-M02 模塊的軟件是在Jennic 公司的Jennic CodeBlocks 環(huán)境下開發(fā)的，采用Jennic 公司已經(jīng)編寫好的MAC 層軟件，則用戶可通過C 語言編程完成應(yīng)用層的開發(fā)。系統(tǒng)軟件流程圖如圖3 所示。

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圖3 系統(tǒng)軟件流程圖

　　系統(tǒng)協(xié)調(diào)器設(shè)備（ 主節(jié)點(diǎn)協(xié)調(diào)器） 的軟件流程如圖3（ a） 所示。主節(jié)點(diǎn)的主要功能是對ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中的各個子節(jié)點(diǎn)進(jìn)行管理，將上位機(jī)監(jiān)測終端下達(dá)的測控信息通過ZigBee 網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到需要測控的子節(jié)點(diǎn)，接收各個子節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息并將信息發(fā)回給上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和保存。系統(tǒng)的路由設(shè)備和數(shù)據(jù)采集控制總端（ 子節(jié)點(diǎn)路由器和終端設(shè)備） 的軟件流程如圖3（ b）所示。子節(jié)點(diǎn)是整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)備的主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的主要功能是接收主節(jié)點(diǎn)的采集控制信息，對接入的不同傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并對電磁閥等設(shè)備進(jìn)行控制。其中，路由設(shè)備在完成數(shù)據(jù)采集控制的功能外，還具有ZigBee 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)路由中繼功能。

　　4 結(jié)束語

　　ZigBee 無線傳感技術(shù)具有低成本、易實(shí)現(xiàn)、數(shù)據(jù)傳輸可靠和低功耗等特點(diǎn)，非常適合于森林火災(zāi)監(jiān)測。系統(tǒng)采用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，以最大限度地覆蓋需要監(jiān)測的區(qū)域，實(shí)時監(jiān)測區(qū)域的環(huán)境因子，并根據(jù)數(shù)據(jù)變化及時發(fā)現(xiàn)易著火點(diǎn)的精確位置，真正為林火防治降低成本，提高效率。

　　但是系統(tǒng)仍存在節(jié)點(diǎn)多、能耗相對較高的缺陷，有待進(jìn)一步的改進(jìn)和優(yōu)化。本系統(tǒng)的提出是對無線傳感在林火監(jiān)測方面的應(yīng)用嘗試，不但為我國林火監(jiān)測研究提出了一種新方向，同時也為無線傳感的應(yīng)用拓寬了發(fā)展空間。

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