基于IPv6的无线高原冻土监测系统

2012-02-25 09:38:03来源: 电子设计工程 关键字:IPv6  无线高原  土监测系统  无线传感器

引言

    在青藏高原腹地的冻土区域开展冻土区气象、冻土变化以及工程建筑物稳定性的监测,获取的基本数据被用来建立数据库和系统的整理分析是必要的。但在高原地区获取的这些资料若以人工方式取得,代价高昂。本系统利用了微控制器(MCU)技术、无线传感器网络技术、GSM/GPRS移动通信技术以及IPv6技术。采用IPv6技术可以让一个网络支持更多的传感器,这样可以大幅减少汇聚节点的数目,以降低系统成本。

1 无线高原土监测系统架构

    高原冻土监测系统主要对土壤湿度、温度、二氧化碳的浓度和氮气浓度进行检测。土壤湿度传感器对地表以下20 cm的土壤湿度进行监测;温度传感器对冻土温度进行监测;二氧化碳浓度和氮气浓度对高原的大气环境进行监测。四种传感器数据经过无线传感器节点和IPv6网络汇聚到汇聚节点,汇聚节点再将数据通过GPRS网络传输给监控中心。

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    基于IPv6的无线高原冻土信息监测系统主要由3部分组成:无线传感器节点、汇聚节点和监控中心。无线高原冻土信息监测系统架构如图1所示。

2 无线高原冻土监测系统设计
2.1 无线传感器节点设计

    无线传感器节点是传感器的直接载体,主要放置在野外。节点传感器输出的模拟信号经A/D采样后,通过无线网络发送给汇聚节点,无线传感器节点硬件结构如图2所示。

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2.1.1 低功耗和系统供电设计

    无线传感器节点采用电池供电,没有外部直流电源,并且对节点大小有一定要求,故必须选用高集成度、低功耗的芯片。设计采用飞思卡尔公司的MC13224集成片上系统。MC13224是飞思卡尔公司设计生产的基于IEEE 802.15.4协议的低功耗高性能片上系统。系统集成了32位ARM7TDMI-S微控制器内核、2.4 GHz IEEE802.15.4标准射频收发器、2个8通道12位ADC,4个16位定时器等。只需少许的外部器件便可实现一个完整的信号采集和收发系统。

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关键字:IPv6  无线高原  土监测系统  无线传感器

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0225/article_4713.html
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