一种基于Zigbee的降水感应节点的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于Zigbee的降水感应节点，能够方便地测得降水的起始结束时间，为气象的精确预报提供了必要的测量参数。本实用新型提供的基于Zigbee的降水感应节点，包括降水感应�？�、处理及通信控制�？�、温度测量�？�、加热�？楹偷缭茨？椋鼋邓杏δ？槭涑鲂藕胖链砑巴ㄐ趴刂颇？椋龃砑巴ㄐ趴刂颇？榛狗直鹩胛露炔饬磕？楹图尤饶？橄嗔龅缭茨？槲邓杏δ？�、处理及通信控制�？椤⑽露炔饬磕？楹图尤饶？楣┑纭１臼涤眯滦屯ü邓杏δ？槟芄痪芳觳獬�0.1mm以下的降水，便于测得降水开始时点；又能通过加热迫使雨水快速蒸发掉，为降水结束时间提供较为准确的数值，避免了误差的产生。
【专利说明】一种基于Zigbee的降水感应节点
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无线传感网络气象监测领域，尤其是涉及一种基于Zigbee的降水感应节点。
【背景技术】
[0002]降水量是气象测量中十分重要的元素之一，有无降水和降水的起始时间都是地面气象观测的项目。由于目前台站使用的虹吸式雨量计和翻斗式雨量计的灵敏阈太高，降水必须超过其灵敏阈的值才能显示出来。目前最好的雨量计其灵敏阈不小于0.1mm,而0.1mm以下的降水在整个降水观测中占有不小的比例。当降水量过小时，自动观测有无降水和降水起始结束时间就容易产生较大的误差甚至导致漏报，严重影响自动观测的准确性、可靠性。
[0003]目前气象部门仍采用有线方式进行气象数据的采集，对于放置于野外的气象仪器来说，采用有线数据采集器或RS232等接线方式还存在高成本，维修困难，接触不良等问题。
【发明内容】
[0004]为解决上述问题，本实用新型公开了一种基于Zigbee的降水感应节点，能够方便地测得降水的起始结束时间，为气象的精确预报提供了必要的测量参数。
[0005]为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0006]一种基于Zigbee的降水感应节点，包括降水感应�？�、处理及通信控制�？�、温度测量�？椤⒓尤饶？楹偷缭茨？椋鼋邓杏δ？槭涑鲂藕胖链砑巴ㄐ趴刂颇？椋龃砑巴ㄐ趴刂颇？榛狗直鹩胛露炔饬磕？楹图尤饶？橄嗔龅缭茨？槲邓杏δ？�、处理及通信控制�？椤⑽露炔饬磕？楹图尤饶？楣┑�。
[0007]一种基于Zigbee的降水感应节点，还包括与处理及通信控制�？橥ü尴咄缌拥挠炅考�。
[0008]作为本实用新型的一种优选方案，所述降水感应模块为两组交错设置的梳齿状电极。
[0009]作为本实用新型的一种优选方案，所述梳齿之间的间隔为0.5mm。
[0010]作为本实用新型的一种优选方案，所述处理及通信控制�？樾秃盼狢C2530。
[0011]作为本实用新型的一种优选方案，所述温度测量�？槲露却衅鱀S18B20。
[0012]作为本实用新型的一种优选方案，所述加热�？槲⑷鹊缱杷浚柚迷诮邓杏δ？榈南路�。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果:
[0014]1.通过降水感应�？槟芄痪芳觳獬�0.1mm以下的降水，便于测得降水开始时点；而当降水量变�。炅考朴捎阢兄堤笪薹觳獬鼋邓欠窠崾保帜芡ü尤绕仁褂晁焖僬舴⒌簦邓崾奔涮峁┙衔既返氖担苊饬宋蟛畹牟�。[0015]2.此外，还能通过无线传感网络将本降水感应节点与其他气象要素进行组网，无需通信连线，且增减节点方便，克服了铺设线路难而致使气象要素采集困难的缺陷，减少成本，使地理位置的影响减到最�。佣┐罅似笫莸牟杉段�。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型提供的基于Zigbee的降水感应节点的结构框图；
[0017]图2为本实用新型提供的基于Zigbee的降水感应节点的电路原理图；
[0018]图3为降水感应�？榈慕峁故疽馔肌�
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】，进一步阐明本实用新型，应理解下述【具体实施方式】仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
[0020]如图1、图2所示的基于Zigbee的降水感应节点，包括降水感应�？�、处理及通信控制�？�、温度测量�？�、加热�？楹偷缭茨？椋鼋邓杏δ？槭涑鲂藕胖链砑巴ㄐ趴刂颇？椋龃砑巴ㄐ趴刂颇？榛狗直鹩胛露炔饬磕？楹图尤饶？橄嗔龅缭茨？槲邓杏δ？�、处理及通信控制�？�、温度测量�？楹图尤饶？楣┑�。
[0021]所述降水感应模块用于检测是否降水，此模块的好坏关系到降水感应装置的灵敏度，因此我们采用雨水导电式降水识别器作为本实用新型的降水感应�？椋缤�3所示，识别器的表面是两组梳齿状电极，两组梳齿电极彼此交错设置，梳齿间的距离优选为0.5mm,只有当降水时电极才被接通。电极也可以做出旋涡状。图2中，b代表降水感应�？榈慕邓侗鹌�。
[0022]处理及通信控制�？橛叛〔捎么�8051内核的CC2530芯片，CC2530芯片对其他模块进行控制，并能进行数据处理和运算，其P2-0 口用于控制加热�？榧尤龋琍2-1 口用于温度测量模块测量温度，P2-2用于检测降水信号。由于该芯片附带有Zigbee协议栈，所以本装置可通过无线网络实现降水起始信号实时传输。本装置还可以通过无线网络与气象站及其他设备连接，例如雨量计、温度计、湿度计、数据处理设备等等，从而组成新型的无线网络化自动气象站。
[0023]温度测量�？橛叛〔捎梦露却衅鱀S18B20。DS18B20用于测量加热模块温度，测得的温度值传送给处理及通信控制�？榻惺荽恚绻露雀哂谠ぞ担虼砑巴ㄐ趴刂颇？楣乇占尤饶？椋苑乐菇诘阄露裙叨栈�。
[0024]加热�？榘沧霸诮邓杏δ？榈南路剑糜谑褂晁焖僬舴⒌簦畋咀爸媚芄谎杆倥卸辖邓崾奔�。加热�？橛叛〔捎梅⑷鹊缱杷浚缤�3中a所示，加热速度快且成本低廉。
[0025]由于各硬件�？樾酒玫墓┑绲缪共挥茫虼吮咀爸弥胁捎�12V和3.3V两套电源。12V用于给发热电阻丝供电，3.3V用于给CC2530和DS18B20供电。由于加热�？楹牡缌拷洗螅杂叛〔捎么笕萘匡绯匚尤饶？楣┑�。
[0026]当有雨水时，降水感应�？橛氲亟油ǎ珻C2530的P2-2 口输入信号即被拉低至低电平，此时处理及通信控制�？榻邮盏浇邓夹藕牛⑼ü尴咄绱椭疗笳尽５逼笳居炅考撇獾媒邓吭谝欢问奔淠�(例如20分钟)没有变化后，向处理及通信控制�？榉⑺徒邓崾藕牛眯藕胖杏Πㄓ炅渴荩砑巴ㄐ趴刂颇？榻邮盏浇邓崾藕藕笃舳尤饶？槭菇邓侗鹌鞯挠晁焖僬舴�。若蒸发结束后(蒸发结束时间可通过雨量数据和加热�？榈募尤刃式性怂�)降水识别器未导通时，则说明降水结束，此时处理及通信控制�？橛叛」乇找越档凸�。若蒸发结束后降水识别器再次导通，则说明先前的降水量非常�。�20分钟内虽然未达到气象站雨量计的灵敏阈值，可实际上降水并未结束。本降水感应节点向气象站发送降水尚未结束的信号后继续等待20分钟，直到雨量计再次给出降水结束信号。通过上述流程，本降水感应节点可以精确测出降水起始时间，并能提高降水结束时间的采集精度。
[0027]本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:包括降水感应模块、处理及通信控制模块、温度测量�？�、加热�？楹偷缭茨？椋鼋邓杏δ？槭涑鲂藕胖链砑巴ㄐ趴刂颇？椋龃砑巴ㄐ趴刂颇？榛狗直鹩胛露炔饬磕？楹图尤饶？橄嗔龅缭茨？槲邓杏δ？�、处理及通信控制�？�、温度测量模块和加热�？楣┑�。
2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:还包括与处理及通信控制�？橥ü尴咄缌拥挠炅考�。
3.根据权利要求1或2所述的基于Zigbee的降水感应节点,其特征在于:所述降水感应�？槲阶榻淮砩柚玫氖岢葑吹缂�。
4.根据权利要求3所述的基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:所述梳齿之间的间隔为0.5mm。
5.根据权利要求1所述的基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:所述处理及通信控制模块型号为CC2530。
6.根据权利要求1所述的基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:所述温度测量�？槲露却衅鱀S18B20。
7.根据权利要求1所述的基于Zigbee的降水感应节点，其特征在于:所述加热模块为发热电阻丝，设置在降水感应�？榈南路�。
【文档编号】G01D21/02GK203519843SQ201320572454
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】孙宁, 施珮, 匡亮, 吴嘉伦 申请人:南京信息工程大学
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