基于ARM微处理器和Linux的无线气象数据通信系统

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导读 大家好,我是本期栏目编辑小友,现在为大家讲解基于ARM微处理器和Linux的无线气象数据通信系统问题。 自动气象

大家好,我是本期栏目编辑小友,现在为大家讲解基于ARM微处理器和Linux的无线气象数据通信系统问题。

自动气象站数据采集器一般基于单片机或PC/104总线控制器设计,具有与PC兼容性好、功耗低、体积紧凑等特点。然而,如何设计一个功能强大、网络传输功能强大的自动气象站数据采集器,以满足现代气象探测的要求,是一个值得研究的课题。

本文基于ARM微处理器和Linux操作系统平台,借助前端无线传感器网络的数据输入,利用嵌入式Qt的开发优势,设计数据通信格式,设计了无线气象数据通信系统,实现了可靠的数据传输。为天气预报、科学研究和气象灾害预警提供实时气象观测数据。

1无线气象数据通信系统的基本组成。

如图1所示,无线气象数据通信系统主要由无线传感器网络节点、协调器、数据通信器(以S3C2440AL为核心)、远程服务器等组成。完成数据的采集、处理、传输和存储功能。数据采集基于CC2530无线传感器网络,传感器节点定期将采集到的气象数据发送给协调器,协调器再通过RS232接口将数据发送给数据通信器。数据通信器根据气象数据处理规范处理接收到的数据后,一方面显示在液晶屏上,另一方面通过以太网发送到远程服务器。此外,数据通信器保存接收到的数据。

2硬件电路设计。

cc2530和S3C2440AL之间的连接。

CC2530是TI公司以C51为核心的ZigBee芯片。它支持IEEE802.15.4标准、ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RF4CE标准,提供101 dB链路质量,接收灵敏度高,抗干扰能力强,具有低功耗、低成本、短时延、高安全性的特点。此外,系统采用三星S3C2440AL实现高分辨率彩色显示、触控、高速数据处理管理、网络接口扩展。

CC2530与S3C2440AL之间采用串行通信,连接如图2所示。CC2530的串行数据发送端P0_3与S3C2440AL的串行数据接收端RXD1连接,CC25 30的串行数据接收端P0_2与S3C2440AL的串行数据发送端TXD1连接。这里将CC2530的设备类型设置为协调器,以便无线接收各传感器节点发送的气象数据。

2.2s3c2440al外围电路设计。

由于系统需要移植嵌入式Linux操作系统、安装小型数据库、运行可视化应用、存储气象数据并通过以太网将数据发送到远程服务器,因此需要扩展LCD、外部存储器、以太网控制器等。液晶屏采用320x240分辨率的3.5英寸触控真彩色液晶屏,SDRAM采用H57V25 62GTR,NANDFLASH采用K9F1216UOA,以太网控制器采用单片机快速以太网MAC控制器DM9000。S3C2440AL的部分外围电路如图3所示。

自动气象站数据采集器一般基于单片机或PC/104总线控制器设计,具有与PC兼容性好、功耗低、体积紧凑等特点。然而,如何设计一个功能强大、网络传输功能强大的自动气象站数据采集器,以满足现代气象探测的要求,是一个值得研究的课题。

本文基于ARM微处理器和Linux操作系统平台,借助前端无线传感器网络的数据输入,利用嵌入式Qt的开发优势,设计数据通信格式,设计了无线气象数据通信系统,实现了可靠的数据传输。为天气预报、科学研究和气象灾害预警提供实时气象观测数据。

1无线气象数据通信系统的基本组成。

如图1所示,无线气象数据通信系统主要由无线传感器网络节点、协调器、数据通信器(以S3C2440AL为核心)、远程服务器等组成。完成数据的采集、处理、传输和存储功能。数据采集基于CC2530无线传感器网络,传感器节点定期将采集到的气象数据发送给协调器,协调器再通过RS232接口将数据发送给数据通信器。数据通信器根据气象数据处理规范处理接收到的数据后,一方面显示在液晶屏上,另一方面通过以太网发送到远程服务器。此外,数据通信器保存接收到的数据。

2硬件电路设计。

cc2530和S3C2440AL之间的连接。

CC2530是TI公司以C51为核心的ZigBee芯片。它支持IEEE802.15.4标准、ZigBee、ZigBee PRO和ZigBee RF4CE标准,提供101 dB链路质量,接收灵敏度高,抗干扰能力强,具有低功耗、低成本、短时延、高安全性的特点。此外,系统采用三星S3C2440AL实现高分辨率彩色显示、触控、高速数据处理管理、网络接口扩展。

text-indent: 2em;"> CC2530与S3C2440AL之间采用串口通信,其连接如图2所示。CC2530的串行数据发送端P0_3与S3C2440AL的串行数据接收端RXD1相连,CC25 30的串行数据接收端P0_2与S3C2440AL的串行数据发送端TXD1相连。此处将CC2530的设备类型设置为协调器,实现无线接收各个传感器节点发送的气象数据。 2.2 S3C2440AL外围电路设计 由于系统需要移植嵌入式Linux操作系统、安装微型数据库、运行可视化应用程序、存储气象数据以及将数据经过以太网发送给远程服务器,需要扩展液晶显示器、外部存储器、以太网控制器等。液晶显示屏采用320x240分辨率的3.5英寸触摸真彩液晶屏,SDRAM采用H57V25 62GTR,NANDFLASH采用K9F1216UOA,以太网控制器采用单芯片快速以太网MAC控制器DM9000。S3C2440AL部分外围电路如图3所示。

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