基于WSN气象观测的多通信融合网关系统技术方案

本实用新型专利技术公开了基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，包括主控板和分别与之连接的WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块、Zigbee数据汇聚模块，还包括数个设置在不同位置的Zigbee数据采集模块，Zigbee数据汇聚模块与各个Zigbee数据采集模块之间建立无线通信；各Zigbee数据采集模块采集各地的气象数据并通过无线通信汇聚至Zigbee数据汇聚模块，Zigbee数据汇聚模块将汇聚的数据传送给主控板，北斗卫星模块采集定位授时数据并传送给主控板，主控板将接收到的数据通过WiFi模块和GPRS模块转发至观测终端。本实用新型专利技术融合了多种通信方式，解决了传统技术通信信号和通信范围受限的问题。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于气象观测无线传感网领域，特别涉及了基于WSN气象观测的多通信融合网关系统。
技术介绍
无线传感网(WSN)具有信息采集、信息传输和信息处理等功能，目前针对其的研究非常活跃，尤其在气象行业成为热点。气象观测无线传感网的建立有助于推进气象观测系统的发展，能够加快气象观测的自动化和信息化。随着网络技术的发展，各种通信技术层出不穷，尤其以北斗卫星通信、WIFI通信、GPRS通信发展最为迅速。目前，已有基于WSN+WIF1、基于WSN+GPRS的无线网关主要有以下的缺点:①WIFI的覆盖范围较小，有些偏僻的地方没有WIFI覆盖或WIFI强度很弱，所以系统无法实现数据传输。②GPRS覆盖面较广，但是GPRS的传输速度较慢，当数据的容量较大时，数据传输需要的时间较长，无法及时传送到终端机上。③已有的网关系统不能根据已有的通信方式，合理的选择通信模块，使传输速度更快，效率更高。④当通信模块出现故障时，也无法使用其他的通信模块进行数据传输，降低系统的安全性。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本技术旨在提供基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，该融合了多种通信方式，解决了传统技术通信信号和通信范围受限的问题。为了实现上述技术目的，本技术的技术方案为:基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，包括主控板和分别与之连接的WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块、Zigbee数据汇聚模块，还包括数个设置在不同位置的Zigbee数据采集模块，所述Zigbee数据汇聚模块与各个Zigbee数据采集模块之间建立无线通信；所述各Zigbee数据采集模块采集各地的气象数据并通过无线通信汇聚至Zigbee数据汇聚模块，Zigbee数据汇聚模块将汇聚的数据传送给主控板，北斗卫星模块采集定位授时数据并传送给主控板，主控板将接收到的数据通过WiFi模块和GPRS模块转发至观测终端，并通过北斗卫星模块将数据转发至地面观测中心。其中，上述主控板包括微处理器和分别与之连接的电源电路、晶振电路和存储模块，所述微处理器连接WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块和Zigbee数据汇聚模块。其中，上述微处理器连接有现场总线接口，微处理器通过现场总线接口与各观测RFID手持定位设备连接。其中，上述微处理器采用SMT32嵌入式芯片。其中，上述Zigbee数据采集模块包括依次连接的气象数据传感器、信号调理电路和Zigbee通信芯片。 其中，上述GPRS模块上设有音频接口和麦克风接口。采用上述技术方案带来的有益效果:与传统仅具有单一通信方式的网关系统相比，本技术融合了多种通信方式:北斗卫星、WIF1、GPRS、Zigbee，可以根据各种通信模式状态选择合适的通信方式，解决了现有网关系统存在的效率低、不安全、不稳定、适用范围窄的问题。【附图说明】图1是本技术的系统结构框图。【具体实施方式】以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示本技术的系统结构框图，基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，包括主控板和分别与之连接的WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块、Zigbee数据汇聚模块，还包括数个设置在不同位置的Zigbee数据采集模块，所述Zigbee数据汇聚模块与各个Zigbee数据采集模块之间建立无线通信。在本实施例中，主控板包括微处理器和分别与之连接的电源电路、晶振电路和存储模块，所述微处理器连接WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块和Zigbee数据汇聚模块。微处理器采用SMT32嵌入式芯片。在本实施例中，微处理器连接有现场总线接口，微处理器通过现场总线接口与各观测RFID手持定位设备连接。在本实施例中，Zigbee数据采集模块包括依次连接的气象数据传感器、信号调理电路和Zigbee通信芯片。Zigbee通信芯片采用CC2530芯片。在本实施例中，GPRS模块上设有音频接口和麦克风接口。GPRS模块采用华为MG323o在本实施例中，WiFi模块包括无线网卡Marvell8686和与之连接的高增益全向天线。在本实施例中，北斗卫星模块包括北斗导航/授时模块UM220和与之连接的导航天线和蓝牙天线。本技术的工作流程:首先，安置在各地的Zigbee数据采集模块中的气象数据传感器采集当地的温湿度、风向等气象数据并经信号调理dialup调理后通过Zigbee通信模块将气象数据汇聚至Zigbee汇聚模块，Zigbee汇聚模块将各地的气象数据传送给主控板的微处理器，同时，北斗卫星模块通过导航天线接收来自卫星的定位授时数据并传送给微处理器，微处理器将气象数据和定位授时数据融合为新数据后存入存储模块中。然后，主控板通过WiFi模块检测WiFi信号强度，若WiFi信号强，则主控板通过WiFi模块将上述融合的新数据转发给观测终端。若检测不到WiFi信号或者检测到的WiFi信号较弱时，检测GPRS模块是否可用，可用则通过GPRS模块将新数据转发至观测终端。最后，主控板检测北斗卫星模块是否可用，可用则将新数据通过北斗卫星转发至地面观测中心。主控板通过现场总线接口与各种观测RFID手持定位设备连接，观测RFID手持定位设备将采集到的气象数据传送给主控板。GPRS模块上设有音频口和麦克风口，可以通过该模块实现与各观测终端的语音通话功能。以上实施例仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术保护范围之内。【主权项】1.基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:包括主控板和分别与之连接的WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块、Zigbee数据汇聚模块，还包括数个设置在不同位置的Zigbee数据采集模块，所述Zigbee数据汇聚模块与各个Zigbee数据采集模块之间建立无线通信；所述各Zigbee数据采集模块采集各地的气象数据并通过无线通信汇聚至Zigbee数据汇聚模块，Zigbee数据汇聚模块将汇聚的数据传送给主控板，北斗卫星模块采集定位授时数据并传送给主控板，主控板将接收到的数据通过WiFi模块和GPRS模块转发至观测终端，并通过北斗卫星模块将数据转发至地面观测中心。2.根据权利要求1所述基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:所述主控板包括微处理器和分别与之连接的电源电路、晶振电路和存储模块，所述微处理器连接WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块和Zigbee数据汇聚模块。3.根据权利要求2所述基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:所述微处理器连接有现场总线接口，微处理器通过现场总线接口与各观测RFID手持定位设备连接。4.根据权利要求2所述基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:所述微处理器采用SMT32嵌入式芯片。5.根据权利要求1所述基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:所述Zigbee数据采集模块包括依次连接的气象数据传感器、信号调理电路和Zigbee通信芯片。6.根据权利要求1所述基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于:所述GPRS模块上设有音频接口和麦克风接口。【专利摘要】本技术公开了基于W本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于WSN气象观测的多通信融合网关系统，其特征在于：包括主控板和分别与之连接的WiFi模块、北斗卫星模块、GPRS模块、Zigbee数据汇聚模块，还包括数个设置在不同位置的Zigbee数据采集模块，所述Zigbee数据汇聚模块与各个Zigbee数据采集模块之间建立无线通信；所述各Zigbee数据采集模块采集各地的气象数据并通过无线通信汇聚至Zigbee数据汇聚模块，Zigbee数据汇聚模块将汇聚的数据传送给主控板，北斗卫星模块采集定位授时数据并传送给主控板，主控板将接收到的数据通过WiFi模块和GPRS模块转发至观测终端，并通过北斗卫星模块将数据转发至地面观测中心。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杜景林，张晶，赵东方，李媛媛，张田田，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32