第一章 绪论
1.1 课题背景
回顾人类社会的历史，无线通信技术无疑是人类智慧最耀眼的结晶之一。当前，资源环境数据获取及生活的很多方面，需要对一些位于偏远并且条件恶劣地区进行定时采集数据，以便及时了解现场的情况，进行实时监测和控制，而无线通信技术凭借其自身的优点能避免环境恶劣、地区偏远、采集点分散等问题。因此，远程数据监测与传输在环境监测领域中有着十分重要的意义。
1.2 研究目的及意义
本文的研究主要是基于 MC56F8013 芯片作为微控制器（MCU）控制数据采集，利用 UTC-4432B1 微功率短距离无线通信模块将采集节点采集到的数据发送到数据接收中继节点，中继节点采用 Power UTC-4432-T500E中功率短距离无线通信模块进行通信，最后中继节点将接收到的数据通过 GPRS网络进行远程无线数据传输，应用互联网 Internet 接入功能实现与监控中心之间的数据通信。 本监测系统的建立，不仅能够解决以往人工监测的缺点与不足，而且更重要的是能够实现对季节性融雪的动态变化监测，为融雪性洪水预警模型的建立与验证提供数据支持，从而降低人民生命财产安全受到威胁的几率。
..............
第二章 系统总体方案分析与设计
2.1 应用区概况
确定本设计主要应用于积雪环境下，故选择军塘湖河流域作为本设计的应用区。军塘湖河是天山西段新疆呼图壁县境内的一条小河，发源于天山北坡特尔斯盖南缘三道马场以西的特力斯喀达坂，全流域除源头高程在 3400m，大部分高程在 1000~1500m 之间，山势平缓，流域平均高程 1503m，流域总面积为 834km2。流域内 9 月中旬开始，高山地区会出现积雪，随着气温、地温的下降，在次年 1月达到峰值，积雪平均厚度多在 20~30cm 之间，在2月底气温开始回升，积雪开始融化，在3月份积雪大面积融化。
2.2 系统功能需求分析
本设计主要具备四种功能，一是实现影响积雪融化参数的采集，二是实现数据的无线传输，三是对多路数据传输的控制，四是实现上位机接收数据的软件设计及数据的数据库存储设计。下面从这四个方面着重分析该系统的需求。 （1）影响积雪融化参数的采集。本研究将设计1路风速、风向、太阳辐射数据采集，4路土壤温度数据采集，4路土壤湿度数据采集。需要一个微控制单片机，负责系统的信号采集控制，并负责向中继节点传输采集到的数据。 （2）数据的无线传输。数据的无线传输包括短距离无线传输和远程无线传输两部分。针对采集节点到中继节点间的无线传输，采用短距离无线传输；针对中继节点到上位机间的无线传输，采用远程无线传输。每个采集节点有一个单片机控制信号的采集并控制无线模块进行信号的传输。 （3）多路数据传输的控制。数据传输的控制既可以采用一个通信控制机来控制也可以直接由上位机（一般采用 PC）控制。为了给上位机减轻负担，单纯的处理数据，本研究采用单片机作为通信控制机来负责系统的通信控制。（4）上位机接收数据的软件设计及数据的数据库存储设计。上位机（PC）软件完成系统数据的收集与存储。接收软件能够实时显示采集到的数据，并能够设定采集时间间隔。
第三章 下位机硬件实现 .......................................................... 17
3.1 主控模块—MC56F8013 .............................................. 17
3.1.1 主要性能 ........................................ 17
3.1.2 管脚说明 ................................................ 18
第四章 无线通信模块 ...................................................... 29
4.1 微功率短距离无线通信模块 UTC-4432B1 ................................ 29
4.1.1 UTC-4432B1 介绍 ...................................................... 29
第五章 系统程序实现 ............................................. 39
5.1 系统主程序 ............................................ 39
5.2 数据采集子程序 ..................................................... 41
第六章 系统功能测试
按照系统需求完成系统后，需要对整个系统的功能、性能进行测试，其中包括硬件和软件两部分。集成电路测试是对集成电路或模块进行检测，通过测量对于集成电路的输出响应和预期输出比较，以确定或评估集成电路元器件功能和性能的过程，是验证设计、监控生产、保证质量、分析失效以及指导应用的重要手段[33]。
6.1 硬件部分测试
对于各个数据采集传感器而言，都是正规厂家经过质检后出厂的，并且测量范围和精度都是规定好的，所以本系统对传感器的检测只针对其接入电路后是否正常工作进行测试，也就是正负极是否连接正确。 通信部分测试主要是对数据采集端采集到的数据是否能够正确无线传输到上位机及传输距离做出测试。我们采用杭州威步科技有限公司提供的串口调试工具V4.3 对数据接收模块串口进行调试，见图 23。 由图23可以看出，设置无线传输的空中传输波特率为 9600bit/s，数据传输位为 8 位，显示界面里给出了每隔一段时间接收到的数据。本系统规定 A 为阳坡数据，B为阴坡数据，从显示窗口可以看到阴、阳坡数据交替接收，且用“#”号隔开每个传感器采集的数据。
6.2 软件部分测试
软件部分测试主要是针对上位机数据接收软件是否能够按照用户自行设定的采集时间进行数据接收，并且存入数据库中。系统组装完成后，通过为期一个月的全天候运行，对 6 种采集时间间隔模式都做了测试，系统能够按照用户的设置进行相应操作，并且未发现计算机和软件死机现象。图 24给出了软件安装后运行自行建立的数据库所在存储位置。图25给出积雪数据采集系统.MDB的存储风格。
.............
第七章 结论与展望
本文利用单片机控制技术、传感器技术、串口通信等技术，通过系统分析、系统总体设计和系统各模块的实现，完成了基于 MC56F8013 的影响积雪变化参数的数据采集及无线传输系统。通过总结研究内容及过程，得出以下几点结论： （1）通过测试应用，系统能够取代以往人工对积雪参数的监测，实现自动采集各个参数数据。 （2）对于自动采集到的各传感器的数据，采用“传递式”的传输方式，能够实现数据的无线远程传输且保证复杂环境下数据的可靠性和稳定性。 （3）系统上位机数据接收软件，能够以很好的稳定性、可靠性、通用性等特点，完成数据的接收与存储，实现了对监测数据的实时记录。
..............
参考文献（略）