专利名称：基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线通信领域，具体涉及基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统。
背景技术：
水资源是地球的重要自然资源，水资源实时监测是保护水资源的重要手段之一，水泵安全可靠工作是保障水资源利用的重要环节。水资源监测与水泵电机保护相结合方案越来越被关注，随着水资源的日益短缺，水资源的监测及有效利用已经成为各国关注的焦点，水资源管理的信息化越来越被重视。水源地一般地处偏远，采用人员值班以及有线传输的方式存在出错率高以及成本高等问题。国外发达国家的水资源监测及利用信息化程度比较高，国内的水资源监测还处于向信息化过渡的过程中，对大范围的水资源监测以及利用多采用GPRS技术，对小范围的水资源监测以及利用多采用ZigBee技术，对于两者的结合·进行水资源监测和水泵电机保护目前国内还比较少。
发明内容为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供了基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，将Zigbee网络与GPRS网络相结合，应用于水资源监测以及水泵电机保护系统中的方案，能满足水资源以及电机保护的信息化、网络化和远程化的需求。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，包括至少一组网络协调器，所述一组网络协调器对应连接于多组网络终端节点，所述网络协调器通过GPRS网络连接上位机。所述网络终端节点由微控制器，ZigBee模块，水文传感器电路，电量采集电路，报警电路，系统电源电路模块以及外围电路组成，所述微控制器采用MSP430。所述网络协调器是由微控制器，ZigBee模块，GPRS模块，数据存储器，触摸屏显示电路，电源电路以及外围电路组成，所述微控制器采用基于Cortex-M3内核的处理器LM3S8962。所述网络终端节点将采集到水文信息、水泵电机的运行参数、报警信息发送到网络协调器，若电机运行时出现异常或者水资源的监测参数到达报警值，立即实施保护措施。所述网络协调器协调建立网络，将ZigBee网络与GPRS网络连接起来，负责整个网络的管理和数据的接收和发送，将所有收集的数据利用GPRS网络上传到监控中心的上位机上，方便监控中心对水资源的统一管理与调度以及水源地各个水泵电机的保护。本实用新型的有益效果是将Zigbee技术与GPRS技术相结合实现大范围水资源的远程监测及水泵电机的保护，ZigBee技术使用免费频段，单个节点成本低，一个网络中只有一个节点与GPRS连接，相比只使用GPRS技术，大大降低了整个系统的成本；ZigBee功耗低，可以保证整个系统在野外环境下只由电池供电工作较长的时间。
图I是本实用新型的工作原理图。图2是本实用新型的网络终端节点框图。图3是本实用新型的网络协调器框图。
具体实施方式
下面对本实用新型的结构原理，工作原理作进一步说明。参照图1，基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，包括至少一组网络协调器，所述一组网络协调器对应连接于多组网络终端节点，所述网络协调器通过GPRS网络连接上位机。参照图2，本实用新型的网络终端节点由微控制器，ZigBee模块，水文传感器电路，电量采集电路，报警电路，系统电源电路模块以及外围电路组成。网络终端节点微控制器采用MSP430，它是一款超低功耗的16为单片机。水文传感器的输入量或水泵电机运行参数，如果是数字量直接接到微控制器的IO 口上，如果是模拟量则经过AD转换，变成数字量之后再送入微控制器处理。微控制器将采集的参数通过ZigBee模块上传给网络协调器，如果出现异常立即对水泵电机进行保护，并发送报警信号，网络终端节点只有当接收到网络协调器的命令的时候才从睡眠模式下唤醒，达到省电的目的。网络终端节点将采集到水文信息、水泵电机的运行参数、报警信息发送到网络协调器。网络终端节点主要功能是采集水源地现场的水文信息以及水泵电机运行时的相关参数，对水资源信息进行实时监测以及水泵电机的实时保护，若电机运行时出现异常或者水资源的监测参数到达报警值，立即实施保护措施。参照图3，网络协调器是由微控制器，ZigBee模块，GPRS模块，数据存储器，触摸屏显示电路，电源电路以及外围电路组成。网络协调器的微控制器采用基于Cortex_M3内核的处理器LM3S8962。网络协调器负责整个网络的管理和数据的接收和发送，需要大量的内存和外存，并具有较高的数掘吞吐率和处理能力。网络协调器节点触摸屏作为人机交互接口，设置水泵电机保护的阈值以及水资源报警阈值，并显示当前的水资源和水泵电机的参数。网络协调器是整个网络的中心节点，主要功能是协调建立网络，实现网络的动态管理，网络子节点的动态添加和删除，该节点包含有ZigBee射频收发模块和GPRS模块，因此，本系统的网络协调器是将ZigBee网络与GPRS网络连接起来，也起到网关的作用。网络协调器通过GPRS模块将数据利用GPRS网络上传到监控中心的上位机上，方便监控中心对水资源的统一管理与调度以及水源地各个水泵电机的保护。本实用新型中，利用ZigBee模块接受网络终端节点发送的水资源信息以及水泵电机的运行参数。将这些信息进行汇总，由于ZigBee模块的数据传输速度与GPRS模块的数据传输速度不匹配，因此，系统中要外接一个数据存储器作为数据缓存。ZigBee模块接收到的数据送入微控制器，微控制器对数据进行分析处理，并将数据通过串口发送给GPRS模 块，由GPRS模块连入GPRS网络。GPRS网络可以通过拨号的方式连入Internet，然后将现场数据上传到监控中心的计算机，从而实现水资源监测以及水泵电机保护的网络化以及远程化。
权利要求1.基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，其特征在于，包括至少一组网络协调器，所述一组网络协调器对应连接于多组网络终端节点，所述网络协调器通过GPRS网络连接上位机。
2.根据权利要求I所述的基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，其特征在于，所述网络终端节点由微控制器，ZigBee模块，水文传感器电路，电量采集电路，报警电路，系统电源电路模块以及外围电路组成，所述微控制器采用MSP430。
3.根据权利要求I所述的基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，其特征在于，所述网络协调器是由微控制器，ZigBee模块，GPRS模块，数据存储器，触摸屏显示电路，电源电路以及外围电路组成，所述微控制器采用基于Cortex-M3内核的处理器LM3S8962。
4.根据权利要求I或2所述的基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，其特征在于，所述网络终端节点将采集到水文信息、水泵电机的运行参数、报警信息发送到网络协调器，若电机运行时出现异常或者水资源的监测参数到达报警值，立即实施保护措施。
5.根据权利要求I或3所述的基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，其特征在于，所述网络协调器协调建立网络，将ZigBee网络与GPRS网络连接起来，负责整个网络的管理和数据的接收和发送，将所有收集的数据利用GPRS网络上传到监控中心的上位机上，方便监控中心对水资源的统一管理与调度以及水源地各个水泵电机的保护。
专利摘要本实用新型公开了基于无线传输的水资源远程监控和电机保护系统，包括至少一组网络协调器，所述一组网络协调器对应连接于多组网络终端节点，所述网络协调器通过GPRS网络连接上位机，所述网络终端节点将采集到水文信息、水泵电机的运行参数、报警信息发送到网络协调器，若电机运行时出现异常或者水资源的监测参数到达报警值，立即实施保护措施，所述网络协调器协调建立网络，将ZigBee网络与GPRS网络连接起来，负责整个网络的管理和数据的接收和发送，将所有收集的数据利用GPRS网络上传到监控中心的上位机上，将Zigbee网络与GPRS网络相结合，能满足水资源以及电机保护的信息化、网络化和远程化的需求。
文档编号G08C17/02GK202563340SQ20122023811
公开日2012年11月28日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者张玉杰, 惠洒乐 申请人:陕西科技大学