基于WSN的透射式能见度检测系统设计.pdf

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1、2011正仪表技术与传感器2011第11期InstrumentTechniqueandSensorNo．11基于WSN的透射式能见度检测系统设计唐慧强，鞠琳，鲍婷婷(南京信息工程大学信息与控制学院，江苏南京210044)摘要：为实时准确地测量道路能见度，提出了一种基于无线传感器网络的透射式能见度测量系统的设计方案。在阐述能见度测量原理的基础上，设计了以CC2430为核心，由ADS1218、OPT101、LM35、激光器等构成的硬件电路，并完成了软件系统设计。测量系统分为接收模块与远程发射模块，通过无线传感

2、器网络来进行激光收发控制。作为交通气象站的一个传感器节点，系统具有组网灵活、通信可靠、成本低、功耗小等特点。关键词：交通气象站；透射式；无线传感网络；能见度；OPTIO1；CC2430中图分类号：TH765文献标识码：A文章编号：1002—1841(2011)11—0057—03DesignofTransmissionVisibilityMeasurementSystembasedonWSNTANGHui—qiang，JULin，BAOTing—ting(NanjingUniversityofInform

3、ationScience&Technology，Nanjing210044，China)Abstract：Aimedatdetectingthevisibilityaccuratelyatreal—time，animprovedtransmissionvisibilitymeasurementsystemwasOnthebasisoftheprincipleofvisibilitymeasurement，thehardwaresystemwasdesignedwithCC2430，ADS1218，OPT1

4、01，LM35andthelaser，andthesoftwarewasdesignedbyusingClanguageandZigBeetechnology．Themeasurementsystemwasmadeupofthereceivingmoduleandtransmittingmodule，andcommunicatingwithWSN．Asasensornodeintrafficmeteoro—logicalstation，thissystemhasfeaturesonflexiblenetw

5、orking，goodadaptability，reliablecommunications，andlowcostandlowpowerconsumption．Keywords：trafficmeteorologicalstation；transmission；WSN；visibility；OPTIO1；CC24300引言基于无线传感网络的交通气象要素检测由无线网络覆盖范围内的各传感器单元进行气象要素采集J，并将采集结果通过无线方式发送至汇聚节点，由汇聚节点再做进一步处理。作为一个独立的测量节点，能见度测

6、量系统以CC2430为数据处理及通信核心，由发射机和主机组成，两者之间通过ZigBee协议实现无线通信。利用光电、温度传感器实现能见度及气温的参数采集，并将测量结果通过无线方式定时发往数据汇聚节点，以便远程管控系统能及时收集并发布能见度等交通气象信息。1测量原理能见度检测主要有散射、透射、目测等方法J。透射式利用发射光经一定距离的衰减来检测能见度，具有较好的代表性。系统采用透射式原理测量大气消光系数，即测量经过长距离空气衰减后的光强，计算接收光强与发射光强的比值，从而反演出能见度值。～一⋯。一⋯⋯发射激光

7、在水平方向传播时，假定接收系统的视场角大于，．．．-C．．．．．一r．．．．．．．．．．：-．．．．-．一I能量管理II能量管理l激光的束散角，大气在水平方向属性均匀。根据Koschmieder定律Bouguer—Lambe~定律可以求得能见度：图1能见度检测系统原理框图为满足无线芯片的微处理器和收发模块的要求，能见度仪T，．_．丝，1、一一InfF／Fn)，发射机和接收机均采用CC2430无线芯片，可免去射频设计环式中：为激光发射光强；F为经传输距离衰减后的接收光节阶段复杂的、高成本的开发和测试过程。C

8、C2430是符合Zig-Bee标准的2．4GHz片上系统芯片，在单芯片上集成了ZigBee射频前端和微处理器，还包含模数转换器、定时器、32kHz晶振基金项目：江苏省产学研前瞻性研究项目(BY2009104)收稿时间：2011—02—23收修改稿日期：2011—08—02的休眠模式定时器、上电复位电路、掉电检测电路，以及21个58InstrumentTechniqueandSensorNOV．2011可编程I／O引脚等功能。在