基于物联网无线气象监测系统的研究和实现

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchandImplementationofwirelessmeteorologymonitoringsystembasedonInternetofthingsCandidate：QinZhaoMajor：PatternRecognitionandIntelligentSystemSupervisor：DoctorQiWenxinHua

2、zhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJan,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规

3、定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要传统的气象监测系统，在气象数据的发布、共享使用，监测节点组网连接的成本、功耗等方面都有不足和缺点。为改善传统系统中的不足，采用新的技术模

4、型物联网，以其将物体与物体连接形成一个网络的基本思想为基础，设计并实现了一个节点间互相连接、并接入Internet的无线气象监测系统。鉴于目前物联网还没有对物体进行身份标识的统一标准，气象行业内不同监测系统间无法实现统一接入，本文提出并设计了一种表征气象监测系统的身份信息数据方案，以完成对监测系统的身份识别，从而让不同的气象监测系统在应用了身份信息标准后，实现统一接入物联网络，以及气象数据共享。在分析了物联网的技术模型和关键技术后，选择以无线传感器网络技术作为气象监测系统的通信组网协议。无线传感器网络采用最新的无线

5、通信协议ZigBee，能够实现低功耗、自组织、大规模的系统。以ZigBee协议为基础，本文完成了无线传感器网络的软硬件设计。系统的硬件设计以TI公司的第一款ZigBee一片式解决式方案芯片CC2430为基础，加以传感器电路、天线设计构成完整的电路。软件设计中，以成本、性能为主要考虑因素，选择了TI公司的开源ZigBee协议栈Z-Stack，并对其进行了剖析，分析了协议栈的组成结构和执行流程。最后在协议栈的核心OSAL操作系统中，添加了自定义气象监测应用。将所设计的身份信息数据结构嵌入每个节点的监测应用中，实现了将所

6、有节点的身份信息和气象数据一起发送给监控主机，完成了最终的无线气象监测系统。关键词：物联网气象监测系统身份标识ZigBeeI华中科技大学硕士学位论文AbstractThetraditionalmeteorologymonitoringsystemhassomedeficiencyandshortcominginthepublicationandsharingofmeteorologicaldata,andtheconnectionbetweennodes.Inordertoimprovethesystem,this

7、paperdesignsandimplementsameteorologymonitoringsysteminwhichnodesareconnectedtoeachotherandconnectedtotheInternet,basedonthebasicideaofinternetofthings,anewnetworkthatconnectedbynormalthings.Thereisnotuniformstandardstoidentifythethingsinthenetworkcurrently,an

8、ddifferentsystemscannotconnectedtothenetworktogetherinmeteorologyindustry.Inordertoachievetheidentificationofthemeteorologymonitoringsystemsthatconnectedtothenetwork,thispaperpropo