一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，包括多个传感和控制节点群，每个传感和控制节点群对应一个基站网关，多个基站网关连接至一个上层主机；每个传感和控制节点群由多个传感和控制节点构成，传感和控制节点将所在的位置和温度数据经由基站网关，传至上层主机，由上层主机的监控系统进行动态监控。本实用新型具有一体化、通用和模块化、温度控制精度高等特点。系统自动化程度高、性能稳定可靠、人机界面友好、系统测量和采集精度高，尤其是在矿井、农业等场合中的温度环境控制，具有相当广泛的用途与应用前景，具有显著的经济与社会效益。
【专利说明】 一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种定位温控平台系统，具体地说，涉及一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统。
【背景技术】
[0002]目前，在很多场合如矿井、农业等，对温度的要求是非常之高的。一旦温度不合适，有可能会给矿井开采及农业生产带来巨大的威胁。目前人们普遍采用的是利用电缆来铺设检测网络，但是由于结构复杂，现有的监控系统存在安装和维护不便的问题，并且系统容易损坏，维修起来有时较为困难。此外，也有人采用了在基站网关进行温控的措施，即由节点来传送温度数据，在基站网关进行温控。这样做的弊端是，基站网关难以追踪节点的温度数据，存在一定误差。
[0003]毫无疑问，如果能确定节点位置，同时在节点本身监测温度数据和进行温控，这是最为理想的温控方式。
实用新型内容
[0004]本实用新型需要解决的技术问题就在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，它具有一体化、通用和模块化、温度控制精度高等特点。系统自动化程度高、性能稳定可靠、人机界面友好、系统测量和采集精度高，尤其是在矿井、农业等场合中的温度环境控制，具有相当广泛的用途与应用前景，具有显著的经济与社会效益。
[0005]为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]本实用新型提供了一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，所述系统包括多个传感和控制节点群，每个传感和控制节点群对应一个基站网关，多个基站网关连接至一个上层主机；每个传感和控制节点群由多个传感和控制节点构成，传感和控制节点将所在的位置和温度数据经由基站网关，传至上层主机，由上层主机的监控系统进行动态监控。
[0007]所述传感和控制节点包括传感和控制微处理器，所述传感和控制微处理器连接串口模块、定位模块、A/D转换器、无线收发器、温控模块及电池，A/D转换器连接温度传感器，无线收发器连接射频天线。
[0008]所述基站网关包含基站网关微处理器，所述基站网关微处理器连接串口模块、无线发射模块和电池，无线发射模块连接射频天线。
[0009]所述上层主机包含上层主机处理器，上层主机处理器连接串口模块、无线发射模块和电源，无线发射模块连接射频天线。
[0010]所述上层主机接收来自各节点的位置和温控数据，其监控系统根据节点的位置数据做出对应节点的温度分布图；如果某节点的温度波动超过正常范围，则监控人员可给该节点下达温度调节命令及调节数据，由上层主机经由基站网关，传至传感和控制节点，再由其中的温度控制器对环境进行控温。之后，调整后的温度数据实时传回上层主机。[0011]本实用新型的工作原理是:
[0012]传感和控制节点中的定位模块将节点的位置数据传输给微处理器，同时温度传感器将环境温度进行采集后，经模数转换转化为数字信号后也传输给微处理器；微处理器将该温度信号数据送入无线发射模块，再由射频天线发送到基站网关。基站网关中断接收上层主机的指令和下层节点的数据，将节点的温度信号数据和位置数据送入无线发射模块，再由射频天线发送给上层主机。上层主机接收来自各节点的位置和温控数据，其监控系统根据节点的位置数据做出对应节点的温度分布图。如果某节点的温度波动超过正常范围，则监控人员可给该节点下达温度调节命令及调节数据，由上层主机经由基站网关，传至传感和控制节点，再由其中的温度控制器对环境进行控温。之后，调整后的温度数据实时传回上层主机。
[0013]本实用新型具有一体化、通用和模块化、温度控制精度高等特点。系统自动化程度高、性能稳定可靠、人机界面友好、系统测量和采集精度高，尤其是在矿井、农业等场合中的温度环境控制，具有相当广泛的用途与应用前景，具有显著的经济与社会效益。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型的功能框图。
[0015]图2为本实用新型的传感和控制节点部分电路图。
[0016]图3为本实用新型的基站网关程序流程图。
【具体实施方式】
[0017]如图1所示，本实用新型为具备数据采集、无线信道传输、温度监控等多项功能的一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统。
[0018]图1为本实用新型的结构框图。所示系统中现有上层主机I个，分别连接η个基站网关。其中这η个网关分别通过无线信道与各自的节点群相连。在一般情况下，节点的驱动程序要有初始化和串口数据处理部分。各节点将采集来的位置和温度数据，通过无线信道，传至基站网关I?η，再由各基站网关传至上层主机。这里基站网关是双向的，通过数据串口，将节点和上层主机紧密联系起来。
[0019]上层主机接收来自各节点的位置和温控数据，其监控系统根据节点的位置数据做出对应节点的温度分布图。如果某节点的温度波动超过正常范围，则监控人员可给该节点下达温度调节命令及调节数据，由上层主机经由基站网关，传至传感和控制节点，再由其中的温度控制器对环境进行控温。之后，调整后的温度数据实时传回上层主机。
[0020]图2为本实用新型的传感和控制节点部分电路框图。Msp430微处理器为传感和控制节点部分电路的核心，Msp430微处理器连接定位模块、温度传感器及模数转换部件、温度部分、RS232串口模块、无线发射模块及射频天线、电池等。
[0021]定位模块将节点的位置数据传输给微处理器，同时温度传感器将环境温度进行采集后，经模数转换转化为数字信号后也传输给微处理器；微处理器将该温度信号数据送入CC2430无线发射模块，再由射频天线发送到基站网关。
[0022]基站网关中断接收上层主机的指令和下层节点的数据，将节点的温度信号数据和位置数据送入无线发射模块，再由射频天线发送给上层主机。[0023]上层主机接收来自各节点的位置和温控数据，其监控系统根据节点的位置数据做出对应节点的温度分布图。如果某节点的温度波动超过正常范围，则监控人员可给该节点下达温度调节命令及调节数据，由上层主机经由基站网关，传至传感和控制节点，由CC2430无线收发器传到Msp430微处理器，再由其中的温度控制器对环境进行控温。之后，调整后的温度数据再由温度传感器采集后，实时发送传输，返回到基站网关、传回上层主机。这样，上层主机可以始终监控温度的变化情况。
[0024]图3为本实用新型的基站网关程序流程图。基站网关是上层主机和传感和控制节点之间的枢纽，它接受来自上层主机的指令，将相应指令下达到下一层的节点。同时，接受来自下层节点的数据,上传给上层主机。
[0025]基站网关采用中断方式，接收上层主机的指令和下层节点的数据，并执行相应指令。其主程序利用两个串口分别与上层主机和下层节点通信。具体做法是:程序先进行初始化(主要是串口和定时器等的设置)，然后开中断，等待接收上层主机查询指令或下级节点数据。
[0026]最后应说明的是:显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
【权利要求】
1.一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，其特征在于:所述系统包括多个传感和控制节点群,每个传感和控制节点群对应一个基站网关,多个基站网关连接至一个上层主机；每个传感和控制节点群由多个传感和控制节点构成，传感和控制节点将所在的位置和温度数据经由基站网关，传至上层主机，由上层主机的监控系统进行动态监控。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的定位温控平台系统，其特征在于:所述传感和控制节点包括传感和控制微处理器，所述传感和控制微处理器连接串口模块、定位模块、A/D转换器、无线收发器、温控模块及电池，A/D转换器连接温度传感器，无线收发器连接射频天线。
3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，其特征在于:所述基站网关包含基站网关微处理器，所述基站网关微处理器连接串口模块、无线发射模块和电池，无线发射模块连接射频天线。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，其特征在于:所述上层主机包含上层主机处理器，上层主机处理器连接串口模块、无线发射模块和电源，无线发射模块连接射频天线。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的定位温控平台系统，其特征在于:所述上层主机接收来自各节点的位置和温控数据，其监控系统根据节点的位置数据做出对应节点的温度分布图；如果某节点的温度波动超过正常范围，则监控人员可给该节点下达温度调节命令及调节数据，由上层主机经由基站网关，传至传感和控制节点，再由其中的温度控制器对环境进行控温，之后，调整后的温度数据实时传回上层主机。
【文档编号】G05D23/19GK203444360SQ201320406631
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年7月10日 优先权日:2013年7月10日
【发明者】陈春, 张帆, 张继春, 马鹏飞, 魏闻博, 张建立, 杨海波, 蔡宏图, 张钧理 申请人:中国人民解放军陆军军官学院