[发明专利]基于ZigBee无线技术的水环境监测系统

摘要

本发明涉及一种基于ZigBee无线技术的水环境监测系统。目前监测多采用有线传输方式，布线困难、成本高。本发明包括分布在水环境监测的区域中的多个水环境监测节点和一个数据视频基站。水环境监测节点是基于ZigBee无线技术，包括节点微处理器模块、节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片、电源管理模块和水质参数采集模块。数据视频基站采用ARM－DSP双处理器架构，包括基站ZigBee射频模块CC2420射频芯片、CDMA传输模块HUAWEI－CM320、视频信号采集模块和微处理器模块。本发明可同时采集多种水质参数，数据通信能力强、网络覆盖范围广，并且可实现视频信号的实时采集、处理和无线传输。

主权项

1、基于ZigBee无线技术的水环境监测系统，包括分布在水环境监测区域中的多个水环境监测节点和一个数据视频基站，其特征在于：所述的水环境监测节点是基于ZigBee无线技术，包括节点微处理器模块、节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片、电源管理模块和水质参数采集模块；节点微处理器模块分别与水质参数采集模块中的放大电路以及节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片连接；电源管理模块分别与其他模块连接，为其供电；其中节点微处理器模块采用MSP430F149低功耗处理器，用于控制节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片与传感器网络节点、以及网关基站间的通信，并对采集的水环境参数作简单的分析与处理；节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片通过SPI接口与节点微处理器模块互连；节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片支持2.4GHz ZigBee/IEEE802.15.4标准，用于实现无线传感器网络的数据监测节点与基站设备间的通信；电源管理模块采用两节3.6V的LS14500C电池，串联形成7.2V电源，通过电压转换电路产生3.3V和5V电压，为节点上各个模块供电；水质参数采集模块采用水质参数传感器，用于完成水温、PH值、浊度、电导率、溶解氧含量的数据采集；水质参数传感器输出的微弱电压、电流信号通过放大电路，转变为标准电压信号；节点微处理器模块对放大电路输出的标准信号进行分析和处理，完成多种水质参数的采集；所述的数据视频基站采用ARM-DSP双处理器架构，包括基站ZigBee射频模块CC2420射频芯片、CDMA传输模块HUAWEI-CM320、视频信号采集模块和微处理器模块；其中微处理器模块采用ARM-DSP双处理器架构，包括ARM处理器AT91M55800A和DSP处理器TMS320C6412，ARM处理器AT91M55800A的EBI接口与DSP处理器TMS320C6412的HPI总线连接；基站ZigBee射频模块CC2420射频芯片通过SPI接口与ARM处理器AT91M55800A连接；CDMA传输模块HUWEI-CM320通过USART串口与ARM处理器AT91M55800A连接；视频信号采集模块包括CCD摄像机、模拟视频解码器SAA7111A、两片双帧存储器IDT71V416和CPLD逻辑控制单元EPM7128；CCD摄像机与模拟视频解码器SAA7111A连接，模拟视频解码器SAA7111A与CPLD逻辑控制单元EPM7128连接；两片双帧存储器IDT71V416分别通过分离的地址线和数据线与CPLD逻辑控制单元EPM7128连接；EPM7128与DSP处理器TMS320C6412的EMIFA接口连接；水环境监测节点之间利用节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片完成无线通信，每个水环境监测节点的节点ZigBee射频模块CC2420射频芯片通过多跳方式与数据视频基站的基站ZigBee射频模块CC2420射频芯片信号连接，通信符合2.4GHz ZigBee/IEEE802.15.4标准，构成基于ZigBee无线技术的传感器网络。