基于wsn氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于氣象觀測無線傳感網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及了基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感網(wǎng)(WSN)具有信息采集、信息傳輸和信息處理等功能，目前針對(duì)其的研究非?；钴S，尤其在氣象行業(yè)成為熱點(diǎn)。氣象觀測無線傳感網(wǎng)的建立有助于推進(jìn)氣象觀測系統(tǒng)的發(fā)展，能夠加快氣象觀測的自動(dòng)化和信息化。
[0003]隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種通信技術(shù)層出不窮，尤其以北斗衛(wèi)星通信、WIFI通信、GPRS通信發(fā)展最為迅速。目前，已有基于WSN+WIF1、基于WSN+GPRS的無線網(wǎng)關(guān)主要有以下的缺點(diǎn):①WIFI的覆蓋范圍較小，有些偏僻的地方?jīng)]有WIFI覆蓋或WIFI強(qiáng)度很弱，所以系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。②GPRS覆蓋面較廣，但是GPRS的傳輸速度較慢，當(dāng)數(shù)據(jù)的容量較大時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸需要的時(shí)間較長，無法及時(shí)傳送到終端機(jī)上。③已有的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)不能根據(jù)已有的通信方式，合理的選擇通信模塊，使傳輸速度更快，效率更高。④當(dāng)通信模塊出現(xiàn)故障時(shí)，也無法使用其他的通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，降低系統(tǒng)的安全性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決上述【背景技術(shù)】提出的技術(shù)問題，本實(shí)用新型旨在提供基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，該融合了多種通信方式，解決了傳統(tǒng)技術(shù)通信信號(hào)和通信范圍受限的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為:
[0006]基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，包括主控板和分別與之連接的WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊、Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，還包括數(shù)個(gè)設(shè)置在不同位置的Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊，所述Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊與各個(gè)Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊之間建立無線通信；所述各Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊采集各地的氣象數(shù)據(jù)并通過無線通信匯聚至Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊將匯聚的數(shù)據(jù)傳送給主控板，北斗衛(wèi)星模塊采集定位授時(shí)數(shù)據(jù)并傳送給主控板，主控板將接收到的數(shù)據(jù)通過WiFi模塊和GPRS模塊轉(zhuǎn)發(fā)至觀測終端，并通過北斗衛(wèi)星模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至地面觀測中心。
[0007]其中，上述主控板包括微處理器和分別與之連接的電源電路、晶振電路和存儲(chǔ)模塊，所述微處理器連接WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊和Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊。
[0008]其中，上述微處理器連接有現(xiàn)場總線接口，微處理器通過現(xiàn)場總線接口與各觀測RFID手持定位設(shè)備連接。
[0009]其中，上述微處理器采用SMT32嵌入式芯片。
[0010]其中，上述Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的氣象數(shù)據(jù)傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和Zigbee通信芯片。
[0011 ] 其中，上述GPRS模塊上設(shè)有音頻接口和麥克風(fēng)接口。
[0012]采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果:
[0013]與傳統(tǒng)僅具有單一通信方式的網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型融合了多種通信方式:北斗衛(wèi)星、WIF1、GPRS、Zigbee，可以根據(jù)各種通信模式狀態(tài)選擇合適的通信方式，解決了現(xiàn)有網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)存在的效率低、不安全、不穩(wěn)定、適用范圍窄的問題。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]如圖1所示本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，包括主控板和分別與之連接的WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊、Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，還包括數(shù)個(gè)設(shè)置在不同位置的Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊，所述Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊與各個(gè)Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊之間建立無線通信。
[0017]在本實(shí)施例中，主控板包括微處理器和分別與之連接的電源電路、晶振電路和存儲(chǔ)模塊，所述微處理器連接WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊和Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊。微處理器采用SMT32嵌入式芯片。
[0018]在本實(shí)施例中，微處理器連接有現(xiàn)場總線接口，微處理器通過現(xiàn)場總線接口與各觀測RFID手持定位設(shè)備連接。
[0019]在本實(shí)施例中，Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的氣象數(shù)據(jù)傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和Zigbee通信芯片。Zigbee通信芯片采用CC2530芯片。
[0020]在本實(shí)施例中，GPRS模塊上設(shè)有音頻接口和麥克風(fēng)接口。GPRS模塊采用華為MG323o
[0021]在本實(shí)施例中，WiFi模塊包括無線網(wǎng)卡Marvell8686和與之連接的高增益全向天線。
[0022]在本實(shí)施例中，北斗衛(wèi)星模塊包括北斗導(dǎo)航/授時(shí)模塊UM220和與之連接的導(dǎo)航天線和藍(lán)牙天線。
[0023]本實(shí)用新型的工作流程:
[0024]首先，安置在各地的Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊中的氣象數(shù)據(jù)傳感器采集當(dāng)?shù)氐臏貪穸?、風(fēng)向等氣象數(shù)據(jù)并經(jīng)信號(hào)調(diào)理dialup調(diào)理后通過Zigbee通信模塊將氣象數(shù)據(jù)匯聚至Zigbee匯聚模塊，Zigbee匯聚模塊將各地的氣象數(shù)據(jù)傳送給主控板的微處理器，同時(shí)，北斗衛(wèi)星模塊通過導(dǎo)航天線接收來自衛(wèi)星的定位授時(shí)數(shù)據(jù)并傳送給微處理器，微處理器將氣象數(shù)據(jù)和定位授時(shí)數(shù)據(jù)融合為新數(shù)據(jù)后存入存儲(chǔ)模塊中。
[0025]然后，主控板通過WiFi模塊檢測WiFi信號(hào)強(qiáng)度，若WiFi信號(hào)強(qiáng)，則主控板通過WiFi模塊將上述融合的新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給觀測終端。若檢測不到WiFi信號(hào)或者檢測到的WiFi信號(hào)較弱時(shí)，檢測GPRS模塊是否可用，可用則通過GPRS模塊將新數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至觀測終端。
[0026]最后，主控板檢測北斗衛(wèi)星模塊是否可用，可用則將新數(shù)據(jù)通過北斗衛(wèi)星轉(zhuǎn)發(fā)至地面觀測中心。
[0027]主控板通過現(xiàn)場總線接口與各種觀測RFID手持定位設(shè)備連接，觀測RFID手持定位設(shè)備將采集到的氣象數(shù)據(jù)傳送給主控板。
[0028]GPRS模塊上設(shè)有音頻口和麥克風(fēng)口，可以通過該模塊實(shí)現(xiàn)與各觀測終端的語音通話功能。
[0029]以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:包括主控板和分別與之連接的WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊、Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，還包括數(shù)個(gè)設(shè)置在不同位置的Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊，所述Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊與各個(gè)Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊之間建立無線通信；所述各Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊采集各地的氣象數(shù)據(jù)并通過無線通信匯聚至Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊將匯聚的數(shù)據(jù)傳送給主控板，北斗衛(wèi)星模塊采集定位授時(shí)數(shù)據(jù)并傳送給主控板，主控板將接收到的數(shù)據(jù)通過WiFi模塊和GPRS模塊轉(zhuǎn)發(fā)至觀測終端，并通過北斗衛(wèi)星模塊將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至地面觀測中心。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:所述主控板包括微處理器和分別與之連接的電源電路、晶振電路和存儲(chǔ)模塊，所述微處理器連接WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊和Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器連接有現(xiàn)場總線接口，微處理器通過現(xiàn)場總線接口與各觀測RFID手持定位設(shè)備連接。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器采用SMT32嵌入式芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的氣象數(shù)據(jù)傳感器、信號(hào)調(diào)理電路和Zigbee通信芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，其特征在于:所述GPRS模塊上設(shè)有音頻接口和麥克風(fēng)接口。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了基于WSN氣象觀測的多通信融合網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)，包括主控板和分別與之連接的WiFi模塊、北斗衛(wèi)星模塊、GPRS模塊、Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，還包括數(shù)個(gè)設(shè)置在不同位置的Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊，Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊與各個(gè)Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊之間建立無線通信；各Zigbee數(shù)據(jù)采集模塊采集各地的氣象數(shù)據(jù)并通過無線通信匯聚至Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊，Zigbee數(shù)據(jù)匯聚模塊將匯聚的數(shù)據(jù)傳送給主控板，北斗衛(wèi)星模塊采集定位授時(shí)數(shù)據(jù)并傳送給主控板，主控板將接收到的數(shù)據(jù)通過WiFi模塊和GPRS模塊轉(zhuǎn)發(fā)至觀測終端。本實(shí)用新型融合了多種通信方式，解決了傳統(tǒng)技術(shù)通信信號(hào)和通信范圍受限的問題。
【IPC分類】G01W1/18, H04W88/08, H04L12/66
【公開號(hào)】CN204836212
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520611790
【發(fā)明人】杜景林, 張晶, 趙東方, 李媛媛, 張?zhí)锾?
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年8月14日