一种基于ZigBee的自动气象站系统技术方案

本实用新型专利技术涉及气象监测技术领域，尤其涉及一种基于ZigBee的自动气象站系统，其特征在于：其包括采集单元、控制单元和网络单元；采集单元包括气象采集节点和土壤采集节点；气象采集节点包括气象采集处理器和连接于气象采集处理器输入端的气象采集传感器；土壤采集节点包括土壤采集处理器和连接于土壤采集处理器输入端的土壤采集传感器；控制单元包括控制节点、LCD显示屏、继电器和电磁阀；网络单元包括网关、服务器、刻录机和摄像头，网关建立ZigBee网络用于实现气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点与服务器之间的通信。本实用新型专利技术布线方式灵活，通信成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种基于ZigBee的自动气象站系统
本技术涉及气象监测
，尤其涉及一种基于ZigBee的自动气象站系统。
技术介绍
自动气象站是获取气象数据的重要手段，是天气预报、气候分析、气象研究不可或缺的设备。准确、高效、便捷的获取气象数据对农业、林业以及人们的衣食住行显得尤为重要。无线传感器网络已进入应用阶段，目前气象部门采用有线数据采集，经过数据采集器或RS232采集信号，有线方式存在连接复杂，维护维修困难，经常出现接触不良等问题。
技术实现思路
本技术的目的是为了提供一种基于ZigBee的自动气象站系统，解决了布线困难的问题，布线方式灵活，通信成本低。为解决以上技术问题，本技术的技术方案为：一种基于ZigBee的自动气象站系统，其特征在于：包括采集单元、控制单元和网络单元；采集单元包括气象采集节点和土壤采集节点；气象采集节点包括气象采集处理器和连接于气象采集处理器输入端的气象采集传感器；气象采集传感器包括风速风向传感器、气压传感器、光照传感器、温湿度传感器、雨量传感器、PM2.5传感器、CO2传感器；土壤采集节点包括土壤采集处理器和连接于土壤采集处理器输入端的土壤采集传感器；土壤采集传感器包括土壤温湿度传感器、土壤pH值传感器和土壤CO2传感器；气象采集处理器和土壤采集处理器上均设有ZigBee天线；控制单元包括控制节点、LCD显示屏、继电器和电磁阀；LCD显示屏和继电器均连接于控制节点输出端，电磁阀连接于继电器输出端；控制节点上设有ZigBee天线；网络单元包括网关、服务器、刻录机和摄像头，网关建立ZigBee网络用于实现气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点与服务器之间的通信；摄像头连接于刻录机，刻录机连接于网关。按以上方案，所述气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点均采用CC2530主控芯片。按以上方案，所述风速风向传感器采用的是HODLIA的HLAS-53-FSFX-x超声波风速风向传感器。按以上方案，所述光照传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-GZ-x光照传感器。按以上方案，所述温湿度传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLTH-S21温湿度传感器。按以上方案，所述雨量传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-YL-x雨量传感器。按以上方案，所述气压传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-QY-x气压传感器。按以上方案，所述PM2.5传感器选用型号为阿尔森的AS01-K64的户外的PM2.5传感器。按以上方案，所述网络单元中的摄像头采用海康威视的IVMS-8601E-NCG系列。本技术具有如下有益效果：一、本技术采用ZigBee灵活的无线通信方式，可适用于多种环境，解决了布线困难的问题，大大降低了通信成本；ZigBee为低功耗通信方式，在此无线通信方式下，系统能够采取节电策略，降低功耗从而提高设备的使用寿命；二、本技术集成了视频监控、土壤环境监测及灌溉功能，整个系统可对气象环境参数、土壤环境参数实时监控，并可进行自动灌溉，实现气象监测自动化；通用性强，系统运行稳定，可广泛投入气象监测，农业气候监测领域。附图说明图1为本技术实施例整体框图；图2为本实施例中气象采集节点的硬件结构框图。附图标记：1、采集单元；101、气象采集节点；102、土壤采集节点；2、控制单元；201、控制节点；202、LCD显示屏；203、继电器；204、电磁阀；3、网络单元；301、网关；302、服务器；303、刻录机；304、摄像头。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本技术作进一步详细说明。请参考图1和图2，本技术为一种自动气象站系统，所述系统包括采集单元1、控制单元2和网络单元3；采集单元1包括气象采集节点101和土壤采集节点102；气象采集节点101包括气象采集处理器和连接于气象采集处理器输入端的气象采集传感器；气象采集传感器包括风速风向传感器、气压传感器、光照传感器、温湿度传感器、雨量传感器、PM2.5传感器、CO2传感器；土壤采集节点102包括土壤采集处理器和连接于土壤采集处理器输入端的土壤采集传感器；土壤采集传感器包括土壤温湿度传感器、土壤pH值传感器和土壤CO2传感器；气象采集处理器和土壤采集处理器上均设有ZigBee天线。参阅图2，气象采集节点101中，气象采集处理器采用的CC2530作为主控芯片。气象采集处理器还连接有电源模块和RS232转RS485模块，电源模块为现有的电压转换模块，在一种实施例中，外接电源为7.4V时，电源模块可采用LSM1117-3.3V电压转换器转换电压；RS232转RS485模块为预留接口，便于后期连接其他硬件设备。本实施例中，风速风向传感器采用的是HODLIA的HLAS-53-FSFX-x超声波风速风向传感器；光照传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-GZ-x光照传感器；温湿度传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLTH-S21温湿度传感器；雨量传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-YL-x雨量传感器；气压传感器选用型号为宏电联HODLIA的HLAS-53-QY-x气压传感器；PM2.5传感器选用型号为阿尔森的AS01-K64的户外的PM2.5传感器；网络单元3中的摄像头304采用海康威视的IVMS-8601E-NCG系列。本实施例中，土壤采集处理器也采用的CC2530作为主控芯片。控制单元2包括控制节点201、LCD显示屏202、继电器203和电磁阀204；LCD显示屏202和继电器203均连接于控制节点201输出端，电磁阀204连接于继电器203输出端；控制节点201采用CC2530作为主控芯片，控制节点201上设有ZigBee天线。网络单元3包括网关301、服务器302、NVR刻录机303和摄像头304，网关301建立ZigBee网络用于实现气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点201与服务器302之间的通信；摄像头304连接于NVR刻录机303，NVR刻录机303连接于网关301。网络单元3的网关301建立ZigBee网络，气象采集节点101、土壤采集节点102和控制节点201分别加入网络。网关301接收到由气象采集节点101和土壤采集节点102上传的环境数据，将数据上传至PC端服务器302；摄像机监控检测区域，网关301与NVR刻录机303直连，当NVR刻录机303录制摄像头304拍摄的图像，传输给网关301，网关301则将视频数据上传至PC端服务器302；采集单元1周期性读取气象采集传感器和土壤采集传感器上的各类气象数据，通过ZigBee将环境数据上传至网络单元3网关301，由服务器302进行数据存储。同时，网络单元3通过ZigBee将控制命令下达至控制单元2，由控制节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于ZigBee的自动气象站系统，其特征在于：包括采集单元(1)、控制单元(2)和网络单元(3)；/n采集单元(1)包括气象采集节点(101)和土壤采集节点(102)；气象采集节点(101)包括气象采集处理器和连接于气象采集处理器输入端的气象采集传感器；气象采集传感器包括风速风向传感器、气压传感器、光照传感器、温湿度传感器、雨量传感器、PM2.5传感器、CO2传感器；土壤采集节点(102)包括土壤采集处理器和连接于土壤采集处理器输入端的土壤采集传感器；土壤采集传感器包括土壤温湿度传感器、土壤pH值传感器和土壤CO2传感器；气象采集处理器和土壤采集处理器上均设有ZigBee天线；/n控制单元(2)包括控制节点(201)、LCD显示屏(202)、继电器(203)和电磁阀(204)；LCD显示屏(202)和继电器(203)均连接于控制节点(201)输出端，电磁阀(204)连接于继电器(203)输出端；控制节点(201)上设有ZigBee天线；/n网络单元(3)包括网关(301)、服务器(302)、刻录机(303)和摄像头(304)，网关(301)建立ZigBee网络用于实现气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点(201)与服务器(302)之间的通信；摄像头(304)连接于刻录机(303)，刻录机(303)连接于网关(301)。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于ZigBee的自动气象站系统，其特征在于：包括采集单元(1)、控制单元(2)和网络单元(3)；
采集单元(1)包括气象采集节点(101)和土壤采集节点(102)；气象采集节点(101)包括气象采集处理器和连接于气象采集处理器输入端的气象采集传感器；气象采集传感器包括风速风向传感器、气压传感器、光照传感器、温湿度传感器、雨量传感器、PM2.5传感器、CO2传感器；土壤采集节点(102)包括土壤采集处理器和连接于土壤采集处理器输入端的土壤采集传感器；土壤采集传感器包括土壤温湿度传感器、土壤pH值传感器和土壤CO2传感器；气象采集处理器和土壤采集处理器上均设有ZigBee天线；
控制单元(2)包括控制节点(201)、LCD显示屏(202)、继电器(203)和电磁阀(204)；LCD显示屏(202)和继电器(203)均连接于控制节点(201)输出端，电磁阀(204)连接于继电器(203)输出端；控制节点(201)上设有ZigBee天线；
网络单元(3)包括网关(301)、服务器(302)、刻录机(303)和摄像头(304)，网关(301)建立ZigBee网络用于实现气象采集处理器、土壤采集处理器和控制节点(201)与服务器(302)之间的通信；摄像头(304)连接于刻录机(303)，刻录机(303)连接于网关(301)。


2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的自动气象站系统，其特征在于：所述气象采集处理器、土壤采集...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡亮，季云峰，宋凯，盛誉，丁涛，朱禹臣，
申请(专利权)人：江苏信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32