基于STM32F和ZigBee的森林火情监测系统设计
,在电路设计方面简单可靠。TM32F103C8的程序烧写方式采用在系统(ISP),采用ST的ISP软件,设置完芯片的启动模式为system memory,即可通过串口和ISP软件来下载Bin文件。程序下载板主要由一块美信公司MAX3232电平转换芯片构成。其能够将PC串口标准(RS232)转转换为TM32F103C8串口TTL标准。
相比TM32F103C8,由于数传电台和XBee都是模块的封装,其外围电路设计比较简单。Xbee模块的串口与TM32F103C8的串口0直接连接。数传电台的串口与TM32F103C8的串口1直接连接。另外,在实际应用中,为了增加系统可视化,在硬件电路上增加数码管显示和LED指示灯,可通过数码管和LED的状态了解Coor-Node节点的运行情况,如与中继节点的连接,芯片正常工作,接受和发送森林环境参数等。
3 系统软件设计
系统软件设计分为4部分:XBee模块的单片机软件编程,Coor-Node的节点TM32F103C8软件编程,中继节点软件编程,上位机管理软件的设计。在此只介绍XBee模块的软件编程。XBee软件编程包括采集节点的XBee模块上的单片机编程和Coor-Node节点的XBee模块上的单片机编程。
Coor-Node节点的XBee模块上的单片机编程。Coor-Node节点的XBee模块在构建的星型网络中作为协调器,协议栈初始化,创建PAN CO-ORDINATOR,选择PAN ID和Coor-Node的短地址,选择空闲信道,启动网络,转发数据。协调器软件流程图如图4所示。
End-Node节点的XBee模块的编程,首先协议栈初始化,然后扫描信道发现网络中的协调器Coor-Node节点,通过相应的信道发送加入网络的请求,一旦Coor-Node节点接受了该设备,它将发送一个16位的短地址给设备,作为设备在网络中标识。
系统任务定时进行喂狗和向上位机发送心跳帧。定时喂狗可以在程序"跑飞"和"死锁"情况下实现自动复位:在数据上传间隔时间较长的情况下,定时发送心跳帧能够检测设备是否正常工作。
4 结论
以上提出了一种新的基于ZigBee和ARM的无线森林火情监测系统,有机结合了ARM高效的处理技术、短波灵活的远程数据传输技术和Zig Bee的低成本、低功耗等特点,经实验表明,该系统工作稳定,可靠性强,该系统在森林火情监测中有良好的应用前景。
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