基于ZigBee协议地面气象观测原型站无线传输系统设计

宋树礼 陈冬冬 王柏林

(1 山东省日照市莒县气象局，莒县 276500； 2 中国气象局气象探测中心，北京 100081； 3 中国华云气象科技集团公司,北京 100081)

引言

近年来，我国在地面气象观测自动化方面进行了大量探索和实验，取得了卓有成效的进展，随着地面气象观测设备的不断增多，地面气象观测系统不断扩展，其中山地、滩涂等受环境因素的影响不宜采用地下管线或隔空布设；温度变化影响模拟信号的采集；电磁环境对观测数据质量产生一定影响。常见的新型地面自动气象观测设备采用RS232、CAN总线等有线方式传输数据。采用有线方式进行实时数据传输具有可靠性高、传输稳定等优点，但不适合在环境恶劣、布线不便的场所建站，观测要素的扩展也受一定限制[1-2]。针对上述情况，设计支持CAN总线和ZigBee无线传输的业务原型站，将硬件中的物联网技术与传感器无线传输技术相结合，实时把自动观测数据通过ZigBee无线传输汇集到综合集成硬件控制器，所有观测数据通过综合集成硬件控制器传输到ISOS软件，最终实现自动观测数据采集、质控、处理、上传和业务应用。

1 无线传输系统结构设计

ZigBee协议的原型观测站无线传输系统主要由各传感器终端数据采集节点、协调器(无线协议转换器)等组成，串口转ZigBee模块工作在透传方式，协调器与终端节点之间每分钟进行心跳交互；串口转ZigBee模块具有数据采样、处理、质控、存储和通信等功能，采集数据最后经过综合集成硬件控制器传到业务值班室，在ISOS软件上进行人机交互并形成上传数据文件，再通过国内气象通信系统2.0(CTS2.0)上传到省级中心站，经CIMISS平台质控后上传至国家信息中心[3-5]。……