一种社区环境智能监控系统的制作方法

本发明属于智能监控领域，尤其涉及一种社区环境智能监控系统。

背景技术：

目前，环境温度的精确监测与管理对于提高环境控制精度、节约能源及促进生产有着重要的作用。目前我国环境监测系统匮乏，即便是有，往往采用一些生物检测法，布线检测法严重浪费能源，由不同位置的各项参数往往都不均匀和不同的，所以需要采集多个不同点的温度值进行综合评判，目前的大多数温度监测系统都不能有效地覆盖整个社区，难以实现各个参数的统一性。

随着科技的发展，无线传感器网络技术已经渗透到人类生产和生活的方方面面。无线通信网已经逐步发展到能为任何人和物件之间随时、随地通信的物联网，网络的规模极速扩大，但与此同时物联网的总体的稳定性和可持续发展问题也越来越突出。与此同时，为了满足人类生活的需要，越来越多的传感器需要被安放在人迹罕至或者环境恶劣的地区，这些地区恶劣的环境决定了人们无法使用化学电池为无线传感器节点供电，因为在这些地区更换化学电池往往是一件不太可能的事情。正因为这些原因，本发明才想到采用可再生能源为无线通信节点供能来解决这些问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种社区环境智能监控系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种社区环境智能监控系统，包含社区监控中心、路由器节点和由多个用于检测环境参数的传感器节点组成的无线传感器网络，所述传感器节点包含温湿度传感器、模数转换器、放大电路模块、滤波电路模块、数据处理模块、接口模块、单片机、射频发射器和电源模块；所述温湿度传感器依次经过模数转换器、放大电路模块、滤波电路模块连接数据处理模块，所述接口模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述数据处理模块通过单片机连接无线射频发射器；所述滤波电路模块包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源，所述第一电阻的一端与稳压电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接。

作为本发明一种社区环境智能监控系统的进一步优选方案，所述社区监控中心包含控制器模块以及分别与其连接的显示模块、无线射频接收器、存储器模块、时钟模块和供电模块；所述供电模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块与蓄电池连接，所述蓄电池与控制器模块连接。

作为本发明一种社区环境智能监控系统的进一步优选方案，所述温湿度传感器采用芯片型号为HTU21D的温湿度传感器。

作为本发明一种社区环境智能监控系统的进一步优选方案，所述模数转换器的芯片型号为AD7794。

作为本发明一种社区环境智能监控系统的进一步优选方案，所述数据处理模块的芯片型号为MSP430F149的处理器。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1、本发明采用芯片型号为HTU21D的温湿度传感器组成的无线传感器网路实时采集社区环境的温湿度参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入社区环境监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便；

2、本发明采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心实现了一种智能建筑的网络化消防报警监控系统，经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；

3、本发明的社区监控中心把光伏电源与家用电源相结合，再加上物联网技术，有效的节约了能源，并且有效的应付诸如断电等突发情况。

附图说明

图1是本发明的系统结构原理图；

图2是本发明传感器节点的结构原理图；

图3是本发明传感器节点的滤波电路模块结构原理图；

图4是本发明社区监控中心的结构原理图。

具体实施方式

下面对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1所示，本发明设计一种社区环境智能监控系统，包含社区监控中心、路由器节点和由多个用于检测环境参数的传感器节点组成的无线传感器网络，本发明采用芯片型号为HTU21D的温湿度传感器组成的无线传感器网路实时采集社区环境的温湿度参数，其具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点，将无线传感器网络引入社区环境监测系统，充分发挥无线传感器网络的优点，通过实时对环境的监测给社区居民提供方便。

如图2所示，所述传感器节点包含温湿度传感器、模数转换器、放大电路模块、滤波电路模块、数据处理模块、接口模块、单片机、射频发射器和电源模块；所述温湿度传感器依次经过模数转换器、放大电路模块、滤波电路模块连接数据处理模块，所述接口模块和电源模块分别与数据处理模块连接；所述数据处理模块通过单片机连接无线射频发射器；所述温湿度传感器用于实时采集环境的温湿度参数，进而经过模数转换器的模数装换、放大电路模块的放大处理、滤波电路模块的滤波处理，进而将处理后的信息参数上传至数据处理模块，进而经过单片机控制射频发射器将采集的社区温湿度参数经过路由器节点的汇总处理，进而上传至社区监控中心，其中接口模块用于与其他外接设备的信息传输。

如图3所示，本发明传感器节点的滤波电路模块结构原理图，所述滤波电路电路包含第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、运算放大器、电源，所述第一电阻的一端与稳压电路的输出端相连，所述第一电阻的另一端连接第一电容的一端和第二电容的一端后与第二电阻的一端相连，所述第一电容的另一端连接第三电阻的一端后与运算放大器的负输入端相连，所述第二电容的另一端连接第三电阻的另一端后与运算放大器的输出端相连，所述第二电阻的另一端接地；所述运算放大器的正输入端依次连接第四电阻和第五电阻后接地，运算放大器的正电源端并接第三电容的一端后与第六电阻的一端相连，所述第六电阻的另一端与电源的正极相连，所述第三电容的另一端接地，运算放大器的负电源端并接第七电阻的一端后与第四电容的一端相连，所述第七电阻的另一端与电源的负极相连，所述第四电容的另一端接地；所述运算放大器的输出端串接第五电容后与微控制器模块的输入端连接。

如图4所示，所述社区监控中心包含控制器模块以及分别与其连接的显示模块、无线射频接收器、存储器模块、时钟模块和供电模块，所述无线射频接收器用于接收无线传感器网路上传的温湿度参数，所述显示模块用实时显示社区的环境温湿度参数，采用LCD显示屏进行显示，所述存储器模块用于实时根据时钟模块记录的时间存储数据。所述供电模块包含家用电源模块、光伏电源模块、交流适配器、蓄电池，所述家用电源模块通过交流适配器连接蓄电池，所述光伏电源模块与蓄电池连接，所述蓄电池与控制器模块连接。

本发明采用了高性能的微处理器SPCE061A为核心实现了一种智能建筑的网络化消防报警监控系统，经过实际测试，该系统具有较强的网络通信能力、高实时性、通信快速可靠的特点，具有很高的实用价值；

SPCE061A微处理器是凌阳科技公司所生产的16位μ'nSPTM微处理器，内部采用总线结构。主要参数有：工作电压(CPU)VDD为2．4～3．6 V，(I／O)VDDH为2．4～5．5 V；时钟：0．32～49．152 MHz；内置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2个16位可编程定时器／计数器(可自动预置初始计数值)；2个10位DAC(数／模转换)输出通道；32位I／O位通用可编程输入／输出端口；14个中断源可来自定时器A／B时基，2个外部时钟源输入，键唤醒；中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，具有低电压复位(LVR)功能和低电压监测(LVD)功能，内置在线仿真电路ICE接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系统提供具有较高运算速度的16位×16位乘法运算指令和内积运算指令，为其应用增添了DSP功能。

SPCE061A具有很高的计算速度，这对于实时操作系统是极为重要的。对于SPCE061A，传统的微处理器硬件和软件的开发已被简化，不再需要在线仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，内建以太网接口，可直接通过网络实现监控；具备UART接口，可使各种串行设备快速进行网络连接。SPCE061A微处理器的软件开发平台ICE集编程、编译、链接、调试、下载于一体，并有完善的TCP／IP协议栈，支持全功能UART通信，配备各种I／O驱动函数库。

本发明的社区监控中心把光伏电源与家用电源相结合，再加上物联网技术，有效的节约了能源，并且有效的应付诸如断电等突发情况。社区监控中心采用太阳能电池和家用220 V电源的双供电方式。当有家用电时，通过直流低压继电器巧妙断开太阳能电池；当家用电断开时，太阳能电池充当电源。通过低功耗的无线传输模块将信号经由无线传感器网络传向控制器模块，控制器模块发出报警信号，云服务器终端通过GSM模块通知户主，采用光伏发电系统和家用电源的双电源系统供应能源的方法，不仅环保节能，而且使安全可靠性提高，太阳能电池通过太阳能智能充电器连接太阳能板，充电器在阳光充足时为电池充电，充满电池时自动断开充电。在充足太阳是充电电流能达到1 A以上，完全满足电路需要。

本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。