一种基于无线传感网络的温度检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明一种基于无线传感网络的温度检测系统。所述系统包括可视化界面端以及若干无线传感网模块；每个无线传感网模块包括一个sink节点和若干个端节点，每个sink节点包括一个MCU、射频芯片、以太网芯片以及电源模块，每个端节点包括一个单片机、射频芯片、非接触式红外测温芯片以及电源模块；可视化界面端与sink节点通过以太网连接，sink节点与端节点之间通过射频芯片进行通信，完成网络覆盖区域内温度数据的实时监控、感知、采集和处理。
【专利说明】—种基于无线传感网络的温度检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于无线传感网络的温度检测系统。
【背景技术】
[0002]电力系统中的高压设备常因为大电流或者关键部位接触电阻的增加，致使温升过高而引发事故。因此需要对这些发热敏感部位加以实时监控。传统的监控系统一般需要布线和接触式的检测，而高压设备不适合这种方法的应用.
【发明内容】
[0003]发明目的:本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种基于无线传感网络的温度检测系统，通过大量低功耗多功能的无线传感网节点协同工作，完成网络覆盖区域内温度数据的实时监控、感知、采集和处理，通过无线电波汇聚到汇聚节点，再经过以太网传送到用户终端，利用无线传感网技术有效的解决变电站排线、触头、母线等不易监测的难题。
[0004]技术方案:为了实现发明目的，本发明公开了一种基于无线传感网络的温度检测系统，所述系统包括可视化界面端以及若干无线传感网模块；每个无线传感网模块包括一个sink节点和若干个端节点，每个sink节点包括MCU、射频芯片、以太网芯片以及第一电源模块，每个端节点包括单片机、射频芯片、非接触式红外测温芯片以及第二电源模块；可视化界面端与sink节点通过以太网连接并且采用TCP/IP协议通信，sink节点与端节点之间通过射频芯片进行通信；视化界面端用于对端节点非接触式红外测温芯片的温度查询以及端节点的配置。
[0005]作为优选，为了使所述系统能够更好地应用于不同的需求且不需要重新编写大量程序，只需要操作系统提供的接口修改少量与传感器有关的组件及通过与硬件无关的接口作少量的应用程序修改即可，所述无线传感网模块运行于片上操作系统上，片上操作系统包括硬件接口层、硬件适配层以及硬件表示层；硬件表示层通过存储器和端口映射输入输出来接入硬件，硬件适配层通过硬件表示层的映射关系来构建合适的抽象，硬件接口层通过硬件适配层的抽象将其转化为与硬件无关的接口。
[0006]作为优选，为了使测得的温度能够得到更准确的验证及校正，所述端节点还包括接触式测温芯片。
[0007]作为优选，为了能够让所述系统实现低功耗从而适应无法更换电池及持续充电的要求，sink节点的MCU使用STM32F103芯片，端节点的单片机使用MSP430F2618芯片以及sink节点和端节点的射频芯片使用CC2520芯片。
[0008]有益效果:本发明与现有技术相比，通过大量低功耗多功能的无线传感网节点协同工作，完成网络覆盖区域内温度数据的实时监控、感知、采集和处理，通过无线电波汇聚至IJ汇聚节点，再经过以太网传送到用户终端，利用无线传感网技术有效的解决变电站排线、触头、母线等不易监测的难题。【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1为本发明基于无线传感网络的温度检测系统的结构图；
[0010]图2为本发明操作系统的结构示意图；
[0011]图3为本发明sink节点和端节点的时间同步建立流程图；
[0012]图4为本发明sink节点和端节点的时间同步维护流程图；
[0013]图5为本发明sink节点和端节点的通信协议结构图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
[0015]如图1所示，所述系统包括PC可视化界面端以及若干sink节点，PC可视化界面端通过以太网与sink节点连接，采用TCP/IP协议通信；每个sink节点下设有32个端节点，sink节点与端节点之间采用IEEE802.15.4标准进行通信；PC可视化界面端采用JAVA语言实现，用于对目标温度的查询、端节点的配置以及端节点号的更改等功能；Sink节点由NET_ID区别，端节点由N0DE_ID区分，编号从O到31 ;Sink节点发送地址为广播地址，源地址为OxBEEF，端节点的发送目的地址为OxBEEF，源地址皆为0x2000，通过判断发送端的发送目的地址以及源地址，端节点之间不能相互通信；Sink节点，由MCU芯片STM32F103+射频芯片CC2520+以太网芯片enc28j60构成。端节点，以MSP430F2618+射频芯片CC2520+红外测温芯片TMP006构成。
[0016]如图2所示，本系统基于片上操作系统实现，操作系统中采用三层硬件抽象架构，使得底层硬件平台功能和与平台独立的硬件接口相适配，同时也使得应用程序可以调用一个平台的全部功能。顶层是硬件接口层，通过提供与平台无关的硬件接口促进了可移植性；中间层是硬件适配层，通过丰富的硬件相关接口丰富了效率；底层是硬件表示层，负责访问硬件寄存器和处理中断。
[0017]硬件表示层的组件直接位于软硬件边界之上，其主要任务是使用操作系统的原生概念来“表示”硬件功能。它们通过存储器和端口映射输入输出来接入硬件。相反地，硬件通过发送中断信号请求业务。硬件表示层通过这种通信方式隐藏了硬件复杂度，为系统提供了更容易理解的接口。硬件表示层组件应当是无状态的，并提供由抽象硬件模型的功能所确定的接口。这种与硬件紧耦合的方式使组件的设计和实现具有较少的自由度。每个硬件表示层组件与底层硬件都是一一对应的，但它们结构相似。硬件表示层所包含的组件如表I所示。
[0018]表I
【权利要求】
1.一种基于无线传感网络的温度检测系统，其特征在于，所述系统包括可视化界面端以及若干无线传感网模块；每个无线传感网模块包括一个Sink节点和若干个端节点，每个sink节点包括MCU、射频芯片、以太网芯片以及第一电源模块，每个端节点包括单片机、射频芯片、非接触式红外测温芯片以及第二电源模块；可视化界面端与sink节点通过以太网连接并且采用TCP/IP协议通信，sink节点与端节点之间通过射频芯片进行通信；视化界面端用于对端节点非接触式红外测温芯片的温度查询以及端节点的配置。
2.如权利要求1所述的基于无线传感网络的温度检测系统，其特征在于，所述无线传感网模块运行于片上操作系统上，片上操作系统包括硬件接口层、硬件适配层以及硬件表示层；硬件表示层通过存储器和端口映射输入输出来接入硬件，硬件适配层通过硬件表示层的映射关系来构建合适的抽象，硬件接口层通过硬件适配层的抽象将其转化为与硬件无关的接口。
3.如权利要求1所述的基于无线传感网络的温度检测系统，其特征在于，所述端节点还包括接触式测温芯片。
4.如权利要求1所述基于无线传感网络的温度检测系统，其特征在于，sink节点的MCU使用STM32F103芯片，端节点的单片机使用MSP430F2618芯片以及sink节点和端节点的射频芯片使用CC2520芯片。
【文档编号】G01J5/00GK103926005SQ201410095993
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】胡敬仓 申请人:国电南瑞科技股份有限公司