一种新型无线环境监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型无线环境监测系统，包括多个传感器节点，所述传感器节点连接路由节点，所述路由节点连接协调器，所述协调器连接上位机，所述传感器节点包括微处理器模块以及与其连接的传感器模块、显示屏模块、摄像头模块、无线通信模块和电源模块，所述上位机还连接声光报警模块，所述协调器用于组建网络，将传感器节点和路由节点加入网络，接收各个传感器节点发送的数据以及路由节点转发的数据并传送至上位机。可以同时监测多项指标，采用ZigBee无线传输方式大大扩展传输距离，当相关环境变量信息超过阈值进行报警，当相关人员无法立即到现场勘查时，通过摄像头来观看当地情况，能够实时、有效地采取措施，改善环境状况。
【专利说明】
一种新型无线环境监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种无线环境监测系统，具体地涉及一种用于室内的新型无线环境监测系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济和科技的迅猛发展，人们的生活水准越来提高，日常室内环境更受到了人们的关注。近年来随着装修时工业板材及其他有毒气体释放源的使用，室内的环境不容乐观，这就要求有监测功能的环境监测系统介入，为我们营造一个安全健康的室内环境。
[0003]中国专利文献CN104316105公开了一种隧道环境监测系统，包含汇聚中心、后台控制中心和由多个传感器节点组成的多个无线传感器网络，所述传感器节点包含处理器模块以及与其连接的传感器模块、视频监控模块、声光报警模块、串口通讯模块、数据存储模块和用于提供传感器节点所需电能的电源模块。传感器节点通过无线通信方式形成多跳、自组织的无线传感器网络，但是对于距离较远的传感器节点，其在传送数据的过程中往往会出现丢失或者失真等等，从而影响数据分析结果的真实性。
【实用新型内容】
[0004]为了解决现有技术存在的问题，本实用新型目的是:提供一种新型无线环境监测系统，可以同时监测多项指标，采用ZigBee无线传输方式大大扩展传输距离，当相关环境变量信息超过常规值，还会进行报警，当相关人员无法立即到现场勘查时，还能够通过摄像头来观看当地情况，这样能够实时、有效地采取措施，改善环境状况。
[0005]本实用新型的技术方案是:
[0006]—种新型无线环境监测系统，包括多个传感器节点，其特征在于，所述传感器节点连接路由节点，所述路由节点连接协调器，所述协调器连接上位机，所述传感器节点包括微处理器模块以及与其连接的传感器模块、显示屏模块、摄像头模块、无线通信模块和电源模块，所述上位机还连接声光报警模块，所述协调器用于组建网络，将传感器节点和路由节点加入网络，接收各个传感器节点发送的数据以及路由节点转发的数据并传送至上位机。
[0007]优选的，所述传感器模块包括温湿度传感器、烟雾传感器、光照传感器、气体传感器。
[0008]优选的，所述传感器模块还连接LED系统，所述LED系统由上位机控制。
[0009]优选的，所述无线通信模块和微处理器模块为支持ZigBee协议的芯片CC2530。
[0010]优选的，所述路由节点设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与电源模块连接。
[0011]优选的，所述上位机还连接通风装置控制模块，所述通风装置控制模块用于控制通风装置。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0013]1、可以实时监测多项指标、传输距离远，数据真实有效，可随时随地观看当地环境情况。
[0014]2、结构简单，成本低廉，易于维护，可用于家庭、工厂、博物馆、煤矿、大棚等迫切需要监测环境的地方。
【附图说明】
[0015]下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述:
[0016]图1为本实用新型无线环境监测系统的总体工作原理图；
[0017]图2为本实用新型无线环境监测系统的内部电路模块工作原理图；
[0018]图3为本实用新型无线环境监测系统的显示屏模块的界面图；
[0019]图4为本实用新型无线环境监测系统的上位机监测平台的结构框图。
[0020]其中:卜传感器节点；2-协调器;3-路由节点；4-上位机监测平台；5-电源模块;6-无线通信模块;7-微处理器;8- 232串口通信模块;9-计算机上位机软件；10-传感器模块；11-摄像头模块;12-报警模块;13-显示屏模块。
【具体实施方式】
[0021]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
[0022]实施例:
[0023]在图1中，通过传感器节点I收集和存储温湿度、烟雾等传感器数据，协调器2接收各个传感器发送的数据并送到上位机4中显示、分析和存储。当传感器节点较远时，就需要通过路由节点3转发数据，发送至协调器2，由协调器2发送至上位机。
[0024]在图2中，传感器节点电路包括传感器模块10、显示屏模块13、摄像头模块11、微处理器7、无线通信模块6和电源模块，微处理器7是无线传感器节点的核心。采用CC2530芯片，它采集并处理传感器数据，与无线通信模块6通讯，发送和接收这些数据，通过232串口通信模块8与上位机4进行通信。无线通信模块6也采用支持ZigBee协议的芯片CC2530。由于无线传感器网络一般应具有移动性，所以节点大多数需要采用电池供电，电源模块5采用2节1.5V的碱性电池进行供电。至于串口通信模块8，因为微控制器7通过RS232与上位机通信，串口芯片选择MAX232，周围配备有发光二极管TX-LED、RX-LED，用来观察MAX232工作是否正常。报警模块12采用声光报警器，当传感器节点读取的数据超过所设定的阈值时，上位机能接收来自传感器节点的报警信号，发出声光报警，自动语音报警，会指出在哪个地方何种环境变量值不达标等具体内容，指示报警部位，记录并保存报警信息。
[0025]路由节点3设置有太阳能电池板，太阳能电池板与电源模块5连接，可以利用太阳能，可以节约能源。
[0026]在图2中，传感器模块10，包括了传感器的选择选用了DHT-1l温湿度传感器测量环境的温度、湿度;选用MQ-2烟雾传感器测量烟雾情况;选用光照传感器TSL4531测量光照情况;选用气体传感器测量气体含量，气体可以包括C0、C02、甲醛等等其他有害气体。显示屏模块13选用LCD显示屏，采用如图3的界面形式，类似万年历功能，让在传感器节点位置的人也能了解自己所处的环境情况。摄像头模块11与上位机4通过ZigBee方式连接，使其探测到的画面在上位机上显示，当环境有变化时，工作人员可第一时间查看当地环境的实际情况并制定解决对策。如图4所示，若看到的当前画面较暗，可以通过上位机来打开监控区域传感器节点的LED照明系统，使其清晰。此模块可与报警模块联合使用，颇有效果。
[0027]特别地，当监测地点部分有害气体监测值或者烟雾值超过常规值发出报警时，上位机工作人员可以打开当前监测地点通风口，开启当前监测地点的排烟风机来减少当前环境的有害气体以及烟雾，同时，采取相应的人为措施降低损失。
[0028]应当理解的是，本实用新型的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种新型无线环境监测系统，包括多个传感器节点，其特征在于，所述传感器节点连接路由节点，所述路由节点连接协调器，所述协调器连接上位机，所述传感器节点包括微处理器模块以及与其连接的传感器模块、显示屏模块、摄像头模块、无线通信模块和电源模块，所述上位机还连接声光报警模块，所述协调器用于组建网络，将传感器节点和路由节点加入网络，接收各个传感器节点发送的数据以及路由节点转发的数据并传送至上位机。2.根据权利要求1所述的新型无线环境监测系统，其特征在于，所述传感器模块包括温湿度传感器、烟雾传感器、光照传感器、气体传感器。3.根据权利要求2所述的新型无线环境监测系统，其特征在于，所述传感器模块还连接LED系统，所述LED系统由上位机控制。4.根据权利要求1所述的新型无线环境监测系统，其特征在于，所述无线通信模块和微处理器模块为支持ZigBee协议的芯片CC2530。5.根据权利要求1所述的新型无线环境监测系统，其特征在于，所述路由节点设置有太阳能电池板，所述太阳能电池板与电源模块连接。6.根据权利要求1所述的新型无线环境监测系统，其特征在于，所述上位机还连接通风装置控制模块，所述通风装置控制模块用于控制通风装置。
【文档编号】G01D21/02GK205449157SQ201620253262
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年3月30日
【发明人】周颖, 倪锦根
【申请人】苏州大学