森林在国民经济中占有重要位置，可是，森林火灾会给森林带来严重危害。可是，人类在制服森林火灾上，却仍然没有取得突破性的发展，所以在火灾还在萌发状况当即熄灭它就显得尤为重要。因而推行森林火情监测体系具有十分中的价值和含义。
森林火情监控体系使用预设在森里中的各种不同功用的传感器节点收集各类森里环境参数，传输到上位机，使用信息管理软件，进行数据存储、显现、剖析处理等操作，对异常状况进行猜测和报警。
现在，我国还有部分的森林火情监控还选用兴修瞭望塔、树立视频监控等方法。因为森林火灾常常发生在人迹罕至的原始森林中，因而上述方法存在着许多缺乏。鉴于此，提出了一种根据ZigBee+短波无线通讯的森林火情监控体系。ZigBee是一种近间隔通讯技能，合适传感器节点的组网要求；短波作为一种远间隔无线通讯技能，在长途数据传输方面有着独特的优势。以上二者的优势互补，在森里火情监测体系中具有宽广的使用远景。
1 通讯体系整体规划方案
整个体系由3部分构成，如图1所示。
1）ZigBee网络该网络中的ZigBee模块按功用不同，可分为End-Node和Coor-Node.End,是一种带有传感器的数据收集节点，收集并无线发送森林环境信息；Coor-Node的组成，用处。在单个网络内，一切的End-Node和Coor-Node节点依照ZigBee协议组成星型网络。
2）中继节点一个带有为操控器的网络中继节点，具有短波和ZigBee两种协议数据的转化才能，ZigBee模块部分承受ZigBee网络收集到的数据，经过处理后，经过短波数传电台传送送长途上位机监控中心，一起经过短波数传电台也可以从上位机取得各种操控和设置指令，并把这些指令传送到ZigBee网络，然后完成对对监测网络的设置。
3）上位机监控中心 上位机端，电台将接纳到的模仿信号转化为数字信号，并数据由串口输入上位机的管理软件中，然后完成整个监测网络体系的设置和森林环境参数的显现、查询、存储等功用。
2 体系硬件规划
体系硬件规划有ZigBee网络的End-Node和Coot-Node节点与中继节点3部分组成。End节点选用XBee PRO 900XSC模块作为无线收发模块，Coot-Node节点选用ARM7+XBee PRO 900 XSC+Pt-205模块构成。中继节点选用Pt-205模块短波传输模块。以下剖析Coor-Node节点的硬件规划方案。Coor-Node节点硬件规划框图如图2所示。
Coor-Node处在体系的中间层，既要与无线传感器网络进行通讯，又要与经过数传电台与上位机监控中心进行数据交互，这就要求其具有较强的数据处理才能。根据此考虑，本规划方案选用了ST公司的STM32F103C8作为微操控器。STM32F103C8是根据一个实时仿真和盯梢的32位CortexTM-M3 core CPU的微操控器，并带有64 kB嵌入的高速Flash存储器。选用48脚封装、极低的功耗，多个32位守时器，2路12位的ADC、1个CAN总线以及多达7个的外部中止。
数传电台模块选用FY602类型的数传电台，载频433MHz ISM频段，无需恳求频段，接口速率和信道速率可到达38 400 bps.搅扰性强，接纳灵敏度高，使用广泛。
ZigBee模块DIGI公司推出的新式XBP24-BWIT-004.250 kbps的数据传输速率。1 600 M的通讯间隔，支撑AT和API命令集，作业频段为868/915 MHz.特别合适远间隔的组网要求。
考虑到详细的硬件电路图规划比较冗杂，在此给出Coor-Node的节点的硬件规划框图，STM32F103C8是数传电台和ZigBee模块的中间层，经过两个串口别离衔接数传电台和ZigBee,作为模仿电台数据和ZigBee数据的交互层，经过对其软件进行编程，完成两种网络数据的转化。
体系硬件规划主要以STM32F103C8为中心规划其外围电路，包含电源电路规划、时钟电路规划、复位电路规划，存储电路规划和接口电路规划等方面。
在Coor-Node电路板上因许多芯片的作业电压和电流不同，因而电源部分的规划十分要害。整个体系有外部的12 V的太阳蓄电池供电，而TM32F103C8的作业电压为1.8 V,I/O作业电压为3.3 V,数传电台的作业电压为4.5~5.5 V,ZigBee模块的供电电压为3.3 V,因而挑选LM2576-5.0,M%&&&&&%29302及AMS1117系列的电压转化芯片，得到各芯片相应的作业电压。电源部分的规划思维如图3所示。
相对电源部分，时钟电路和硬件复位电路的规划相对简略，时钟晶振选用12 MHZ的外部晶振电路，硬件复位电路选用MAX813复位芯片完成。因为TM32F103C8只具有64KB的片内Flash存储器和20 kB的SRAM,只可以满意体系的根本需求，有考虑到ZigBee子节点地址等相关体系参数的存储问题，所以外扩了一块8 MB的Flash和以一块32 k的Sram62256.
在外围设备接口电路方面，因为TM32F103C8和数传电台以及ZigBee模块均为串口衔接，在电路规划方面简略牢靠。TM32F103C8的程序烧写方法选用在体系（ISP），选用ST的ISP软件，设置完芯片的发动形式为system memory,即可经过串口和ISP软件来下载Bin文件。程序下载板主要由一块美信公司MAX3232电平转化芯片构成。其可以将PC串口规范（RS232）转转化为TM32F103C8串口TTL规范。
比较TM32F103C8,因为数传电台和XBee都是模块的封装，其外围电路规划比较简略。Xbee模块的串口与TM32F103C8的串口0直接衔接。数传电台的串口与TM32F103C8的串口1直接衔接。别的，在实践使用中，为了添加体系可视化，在硬件电路上添加数码管显现和LED指示灯，可经过数码管和LED的状况了解Coor-Node节点的运转状况，如与中继节点的衔接，芯片正常作业，承受和发送森林环境参数等。
3 体系软件规划
体系软件规划分为4部分：XBee模块的单片机软件编程，Coor-Node的节点TM32F103C8软件编程，中继节点软件编程，上位机管理软件的规划。在此只介绍XBee模块的软件编程。XBee软件编程包含收集节点的XBee模块上的单片机编程和Coor-Node节点的XBee模块上的单片机编程。
Coor-Node节点的XBee模块上的单片机编程。Coor-Node节点的XBee模块在构建的星型网络中作为和谐器，协议栈初始化，创立PAN CO-ORDINATOR,挑选PAN ID和Coor-Node的短地址，挑选闲暇信道，发动网络，转发数据。和谐器软件流程图如图4所示。
End-Node节点的XBee模块的编程，首要协议栈初始化，然后扫描信道发现网络中的和谐器Coor-Node节点，经过相应的信道发送参加网络的恳求，一旦Coor-Node节点承受了该设备，它将发送一个16位的短地址给设备，作为设备在网络中标识。
体系使命守时进行喂狗和向上位机发送心跳帧。守时喂狗可以在程序”跑飞”和”死锁”状况下完成主动复位：在数据上传间隔时间较长的状况下，守时发送心跳帧可以检测设备是否正常作业。
4 定论
以上提出了一种新的根据ZigBee和ARM的无线森林火情监测体系，有机结合了ARM高效的处理技能、短波灵敏的长途数据传输技能和Zig Bee的低成本、低功耗等特色，经试验标明，该体系作业安稳，牢靠性强，该体系在森林火情监测中有杰出的使用远景。
