[实用新型]基于无线传感网的自动气象站

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气象站，尤指一种基于无线传感网技术的自动气象站，通过散布的无线传感网节点，自组网络进行气象要素采集和监测。 

背景技术

目前国内的自动气象站大多是有线的自动气象站，一般可以采集温度、湿度、风速、风向、气压、雨量六个气象要素。随着环境日益变化，如果需要添加新的气象要素，则需要更换整个自动气象站，其布线成本高。对于山区或者极地等一些复杂地形，维持一个传统的自动气象站代价过高。公开号CN1402020A公布了一种自动气象站，该气象站由多种传感器、数据采集器、前置控制机、主控制机、通过各种接口连接而成，能够实现观测和实时处理的功能。但是该自动气象站采用的是有线方式，布线成本高，维护不方便，对于一些环境恶劣、地形复杂的地方，人员不能到达的区域或者临时灾害区域无法实现气象数据的有效采集和监测。随着计算机、电子技术、机械设计等学科的迅猛发展，孕育出了一种新型的信息监控网络----无线传感网。无线传感器网是一组由传感器Ad hoc(点对点)方式构成的无线自组网络。其目的是协作的感知、采集和处理网络覆盖地理区域并感知对象的信息，发布给观察者。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种基于无线传感器网的自动气象站节点，该实用新型有效的克服了以上缺点，降低了布线成本，维护方便。实现了长期无人看守情况下，对气象要素的采集和监测。 

本实用新型通过以下技术方案实现实用新型目的： 

一种基于无线传感网的自动气象站，包括统一协调其它各个模块工作的处理器模块、及与后台主工作站进行信号传输的无线通信模块、还包括设置在气象站节点处用于气象要素采集和监测的传感器模块、用于储存数据的存储模块、及电源模块，处理器模块分别与存储模块、无线通信模块、传感器模块和电源模块相连。处理器模块统一协调其它各个的模块的工作。处理器模块控制传感器模块采集气象数据，并对数据进行处理。处理器模块将处理好的数据储存到存储模块中，并且通过无线通信模块发送到后台主工作站。处理器模块也可以并且通过无线通信模块接收来自主工作站发送的控制信息，控制整个自动气象站节点的工作。 

无线通信模块与处理器模块相连，在处理器模块的控制下向主工作站发送数据，并且可以接收来自主工作站的控制信息。 

存储模块：自动气象站节点需要存储大容量的数据，在本系统设计过程中，外扩了64M的NandFlash用于存储数据。将NandFlash作为数据文件存取单元，并在上面制作JFF2文件系统，实现系统信息的掉电保护。 

传感器模块：传感器模块包括温湿度传感器、雨量传感器等。自动气象站节点通过传感器模块采集温湿度、雨量等气象要素，将采集的模拟信号经过A/D转换为数字信号，得到所测量的温度或雨量值。传感器模块将数据发送至处理器模块，由处理器模块进行统一协调工作。 

电源模块：自动气象站无需安排人值守，有些气象要素节点处需要安置在地理环境恶劣的地方，具有移动性。所以采用2节干电池电池统一供电。无线传感器网节点中耗电量最大的就是无线通信模块，本文设计中采用低功耗设计模式。以温度为例，在短时间内一般不会发生突变。一般情况下，无线通信模块进入休眠状态，若当前数据与历史数据相比，变化大于0.1摄氏度，唤醒无线通信模块，向主工作站发送消息。为了保证数据准确性，设置定时器，每半小时唤醒无线通信模块发送数据一次。 

有益效果： 

随着技术进步，无线传感网被广泛的应用于军事、环境科学、医疗、空间探索、以及其它的商业用途。该实用新型将ZigBee无线传感器网应用到自动气象站，设计了一种新型的无线自动气象站节点，采用S3C2410为其主控芯片，Linux作为操作系统，CC2420作为无线收发芯片。节点能够有效准确的采集数据，抗干扰性强。能够方便的添加更换气象要素节点，具有一定的经济效益。对于一些环境恶劣、地形复杂的地方，人员不能到达的区域或者临时的场合(如发生自然灾害时)更具有深远意义。 

附图说明

图1为自动气象站节点工作框图 

图2为自动气象站节点设计框图 

图3为自动气象站节点无线通信模块电路原理图 

图4为自动气象站节点温湿度传感器模块电路原理图 

具体实施例：