专利名称：基于ZigBee技术的房屋倾斜仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种房屋倾斜仪，具体为一种基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，主要应用于土木类工程的监测。
背景技术：
角度倾斜传感器是加速度式传感器，常用的角度传感器主要用于汽车底盘校正、塔吊等要求精度比较高，量程比较小的领域里。智能无线角度倾斜仪的优点是精度高，测量量程大，寿命长，结构简单，频响特性好，能在恶 劣条件下工作，易于实现小型化、整体化和品种多样化等。它广泛应用高层房屋监测、土木建筑监测中。ZigBee无线局域网是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。它此前被称作“HomeRF Lite”或“FireFly”无线技术，主要用于近距离无线连接。ZigBee的基础是IEEE802. 15. 4这是IEEE无线个人区域网(Personal Area Network, PAN)工作组的一项标准，被称作 IEEE802. 15. 4 (ZigBee)技术标准。但是目前传统的倾斜仪往往具有如下缺点(I)精度不高，单方向；(2)传感器前端是实测电压值，人工的话还得依据标定曲线才能得出被测物理量，速度慢且容易疲乏更容易出错；(3)传感器前端都是模拟信号非数字信号，不能远程传输；4)传感器只有人工编号，不能智能的与产品共存，不便于数据的整理及分类，容易混淆；(5)产品组网不方便，施工现场或者野外不论是组总线式或者星型都需要通信电缆，现场会更加混乱；(6)数据容易丢失，没有数据原始备份；(7)安装不方便。
实用新型内容本实用新型所解决的技术问题在于提供一种安装方便，组网简单，数据传输稳定可靠且能远程传输的基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，以解决上述背景技术中传统倾斜仪在工程应用的缺点。本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，包括前端采集模块和ZigBee无线传输模块、ZigBee收发器、终端采集模块和主控处理模块；所述前端采集模块包括倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、铅锤板、水平PCB板，所述ZigBee无线传输模块包括ZigBee无线传输部分和天线，所述倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、ZigBee无线传输部分和天线依次连接；所述ZigBee无线传输模块通过ZigBee收发器或者直接将数据传输到终端采集模块；所述终端采集模块连接主控处理模块。所述ZigBee收发器最多设有10个。所述倾角传感器固定在水平PCB板上；所述A/D芯片、单片机控制器和ZigBee无线传输模块均固定在铅锤板上。所述ZigBee收发器采用的是CC2420微处理器，其单点传输距离可达2km，且其中继节点同时具有采集终端节点功能；具有自组织网络、自诊断和自愈功能。所述终端采集模块为PC机，其中心节点方圆2km内能通信，如超过该距离可以采用ZigBee收发器进行无线信号中继，方圆2km都可以传输到ZigBee收发器，可支持10个ZigBee收发器，即最远可传输20km，在房屋监测领域可以很灵活的运用。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型采用高精度加速度式倾角传感器，同时采集水平和垂直两路模拟信号，并利用高科技技术修正了温度对测量结果的影响，在提高测量量程的同时大大提高了测量精度；采用中间支持跳转中继的ZigBee无线传输模块进行组网通信，实现了长距离、低功耗、实时的数据采集与传输功能，在保证数据传输稳定的同时，使施工更加方便快捷、大大提高了工作效率。
图I为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型前端模块的示意图。图中1前端采集模块、2ZigBee无线传输模块、3ZigBee收发器、4终端采集模块、5主控处理模块、11倾角传感器、12 A/D芯片、13单片机控制器、14铅锤板、15水平PCB板、21 ZigBee无线传输部分、22天线。
具体实施方式
为了使本实用新型的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图I 2所示，基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，包括前端模块、ZigBee收发器3、终端模块，所述前端模块包括前端采集模块I和ZigBee无线传输模块2，所述终端模块包括终端采集模块4和主控处理模块5 ;所述前端采集模块I包括倾角传感器11、A/D芯片12、单片机控制器13、铅锤板14、水平PCB板15，所述倾角传感器11固定在用于固定并保证倾角传感器11与地垂线垂直的水平PCB板15上；水平PCB板15与铅锤板14相互垂直，铅锤板14上固定有所述A/D芯片12、单片机控制器13和ZigBee无线传输模块2, ZigBee无线传输模块2包括ZigBee无线传输部分21和天线22。所述倾角传感器11测量的二维角度量程为±30°，输出电压模拟信号，量程为0-5V，中间点2. 5V为倾斜零点，OV为量程最小值-30°，5V为量程最大值+30°，最高分辨率为0.0008。。所述倾角传感器11采集二维角度模拟信号，模拟信号经过A/D芯片12转换成数字信号，接入到单片机控制器13，单片机控制器13将收到的数字信号经过温度补偿修正后连接到ZigBee无线传输模块2，ZigBee无线传输模块2通过自组织网络将数据依次传输到各个ZigBee收发器3，ZigBee收发器3将数据传到终端采集模块4，最后终端采集模块4将数据传到主控处理模块5进行处理，ZigBee无线传输模块2也可以通过自组织网络将数据直接传送到终端采 集模块4。所述ZigBee收发器3采用的是CC2420微处理器，其单点传输距离可达2km，且其中继节点同时具有采集终端节点功能；具有自组织网络、自诊断和自愈功能。所述终端采集模块4为PC机，其中心节点方圆2km内能通信，如超过该距离可以采用ZigBee收发器3进行无线信号中继，方圆2km都可以传输到ZigBee收发器3，可支持10个ZigBee收发器3，即最远可传输20km，在房屋监测领域可以很灵活的运用。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型的要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，包括前端采集模块和ZigBee无线传输模块、ZigBee 收发器、终端采集模块和主控处理模块，其特征是所述前端采集模块包括倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、铅锤板、水平PCB板，所述ZigBee无线传输模块包括ZigBee无线传输部分和天线，所述倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、ZigBee无线传输部分和天线依次连接；所述ZigBee无线传输模块通过ZigBee收发器或者直接将数据传输到终端采集模块；所述终端采集模块连接主控处理模块。
2.根据权利要求I所述的基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，其特征是所述倾角传感器固定在水平PCB板上；所述A/D芯片、单片机控制器和ZigBee无线传输模块均固定在铅锤板上。
3.根据权利要求I所述的基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，其特征是所述ZigBee收发器采用的是CC2420微处理器。
4.根据权利要求I所述的基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，其特征是所述终端采集模块为PC机。
专利摘要基于ZigBee技术的房屋倾斜仪，包括前端采集模块和ZigBee无线传输模块、ZigBee收发器、终端采集模块和主控处理模块；所述前端采集模块包括倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、铅锤板、水平PCB板，所述ZigBee无线传输模块包括ZigBee无线传输部分和天线，所述倾角传感器、A/D芯片、单片机控制器、ZigBee无线传输部分和天线依次连接；所述ZigBee无线传输模块通过ZigBee收发器或者直接将数据传输到终端采集模块；所述终端采集模块连接主控处理模块。本实用新型提高测量量程的同时大大提高了测量精度；实现了长距离、低功耗、实时的数据采集与传输功能，提高了数据传输稳定的同时，使施工更加方便快捷，大大提高了工作效率。
文档编号G08C17/02GK202648657SQ20122033143
公开日2013年1月2日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者罗理 申请人:湖南北斗星空检测科技有限公司