实时时钟模块 - 基于ZigBee的森林火灾监测系统设计

　　2. 2. 5 实时时钟模块

　　实时时钟模块主要器件采用PCF8563 时钟芯片，它是低功耗的CMOS 实时时钟/日历芯片，提供1 个可编程时钟输出、1 个中断输出和掉电检测器，所有的地址和数据通过I2C 总线接口串行传递。该芯片为系统提供时间基准，可以根据设置值采集数据，定时存入数据存储器，同时也能唤醒微控制器进行自动采集，满足对实时时钟芯片的各种需要。

　　2. 2. 6 太阳能供电单元

　　由于普通电池不能满足系统长时间的要求，因此，系统采用太阳能供电单元。该单元由太阳能电池组、充电控制器和蓄电池组组成。充电控制器的基本作用是为蓄电池提供最佳的使用寿命，同时保护蓄电池，避免发生过充电和过放电现象。

　　3 软件设计与实现

　　JN5121-000-M02 模块的软件是在Jennic 公司的Jennic CodeBlocks 环境下开发的，采用Jennic 公司已经编写好的MAC 层软件，则用户可通过C 语言编程完成应用层的开发。系统软件流程图如图3 所示。

图3 系统软件流程图

　　系统协调器设备（ 主节点协调器） 的软件流程如图3（ a） 所示。主节点的主要功能是对ZigBee 网络中的各个子节点进行管理，将上位机监测终端下达的测控信息通过ZigBee 网络发送到需要测控的子节点，接收各个子节点的状态信息并将信息发回给上位机进行数据处理和保存。系统的路由设备和数据采集控制总端（ 子节点路由器和终端设备） 的软件流程如图3（ b）所示。子节点是整个系统的数据采集和控制设备的主要执行机构，它的主要功能是接收主节点的采集控制信息，对接入的不同传感器进行数据采集，并对电磁阀等设备进行控制。其中，路由设备在完成数据采集控制的功能外，还具有ZigBee 网络数据路由中继功能。

　　4 结束语

　　ZigBee 无线传感技术具有低成本、易实现、数据传输可靠和低功耗等特点，非常适合于森林火灾监测。系统采用网状网络拓扑结构，保证系统稳定可靠，以最大限度地覆盖需要监测的区域，实时监测区域的环境因子，并根据数据变化及时发现易着火点的精确位置，真正为林火防治降低成本，提高效率。

　　但是系统仍存在节点多、能耗相对较高的缺陷，有待进一步的改进和优化。本系统的提出是对无线传感在林火监测方面的应用尝试，不但为我国林火监测研究提出了一种新方向，同时也为无线传感的应用拓宽了发展空间。