一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，该装置采用STC12C5A60S2系列微处理器，通过I/O口或自身集成的A/D转换接口与传感器中互连，用于控制传感器采集处理水环境参数，微处理器通过串行接口与ZigBee无线通信装置相连。ZigBee无线通信装置通过ZigBee节点向无线传感网络网关发送传感器采集的数据，无线传感网络网关通过GPRS无线通信装置和Internet网络通信装置，将采集到的信息传送到远程监测中心和异地端Web浏览器，本实用新型节点成本低、实时性强、监测距离长并能高效传输数据。
【专利说明】—种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型具体涉及一种远程监测和无线通信技术，尤其涉及一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置。
【背景技术】
[0002]目前，我国66%以上的湖泊、水库处于富营养化的水平，其中重富营养和超富营养的占22%，使得富营养化成为我国湖泊目前与今后相当长一段时期内的重大水环境问题。现有的蓝藻监测方法主要有:I)人工现场观测和实验室分析技术，该方法存在监测周期长、数据采集慢、劳动强度大、覆盖范围有限等问题，不易提早发现蓝藻的爆发。2) “全球眼”网络视频监控技术预警，该方法能够24小时监控敏感水域，直观的了解到蓝藻爆发情况，但该技术只适用于小型、特殊功能水域、易于铺设线路的湖泊水库。3)卫星遥感技术监测，该方法具有宏观、动态、观测范围广等特点，但该方法监测蓝藻易受到云层遮挡，存在空间分辨率低、不适用于中小型湖泊的预警监测等问题。因此，解决湖泊、水库等日趋严重的“蓝藻水华”这一水生态问题已经迫在眉睫。但是目前还缺少有效的治理手段彻底地消除这一环境问题，因此，在研究蓝藻水华治理方法的同时，发展短期的蓝藻水华监测技术，提前预知敏感湖区、尤其是水源地和重点景观湖区水华的发生几率，进而对湖泊水域的蓝藻进行及时有效地预防与控制是十分必要而且非常有意义的。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，该节点成本低、通信能力强，同时采用B/S体系结构实现对节点的远程监测，对蓝藻浓度超标区域发出预警信息，为判决蓝藻爆发提供参考依据。
[0004]为了解决上诉问题，本实用新型提供了一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，包括传感器、微处理器、ZigBee无线通信装置、无线传感网络网关、GPRS无线移动网络装置、Internet网络通信装置、远程监测中心、异地端Web浏览器，所述传感器与微处理器互连，所述ZigBee无线通信装置通过串行口与微处理器互连，所述ZigBee无线通信装置的输出端连接在无线传感网络网关的输入端上，所述无线传感网络网关的输出端连接在GPRS无线移动网络装置的输入端上，所述GPRS无线移动网络装置与Internet网络通信装置互连，所述Internet网络通信分别与远程监测中心、异地端Web浏览器互连。
[0005]进一步改进在于:所述传感器、微处理器、ZigBee无线通信装置至少设置有三组。
[0006]进一步改进在于:所述传感器包括有空气温度传感器、数字式光照传感器、风速风向传感器。
[0007]进一步改进在于:所述无线传感网络网关由Zigbee节点、GPRS和处理器以及外围的最小系统构成。
[0008]进一步改进在于:所述远程监测中心和异地端Web浏览器由GPRS和微处理器以及外围的最小系统构成。[0009]进一步改进在于:所述微处理器采用STC12C5A60S2系列微处理器通过I/O 口或自身集成的A/D转换接口与传感器互连。
[0010]进一步改进在于=ZigBee无线通信装置采用MCU13213射频芯片通过RS-232串行口与微处理器互连。
[0011 ] 风力风向传感器输出微弱的电压、电流信号通过放大电路转换为标准电压信号，STC12C5A60S2系列低功耗微处理器对放大电路的标准信号进行采集，空气温度传感器采用数字式温度传感器DS18B20，DS18B20可直接与STC12C5A60S2系列相连。数字式光照传感器ISL29010通过I2C总线与微处理器连接，微处理器对采集到的参数进行简单的处理，通过RS-232串行口将数据传送给Zigbee无线通信装置,ZigBee无线通信装置通过ZigBee节点将采集到的信号发送到无线传感网络网关，无线传感网络网关发送到GPRS无线移动网络装置，由GPRS无线移动网络装置发送给远程监测中心和异地端Web浏览器。
[0012]本实用新型的有益效果是:装置终端通过ZigBee协议和自组织的方式组成无线传感器网络，监测范围广，实时性好，无线网关节点拥有较强的通信能力、计算能力和丰富资源的系统，它实现通信协议之间的相互转换，完成无线传感器网络与GPRS无线移动网络的无缝连接。系统在信息传输中采用Internet技术中重要的B/S (浏览器/服务器)体系结构，以Web为中心，采用HTTP传输协议，结合多种脚本语言以及组件技术，具有良好的开放性，易于实现集中控制。本实用新型的蓝藻监测节点拥有传感、采集和处理数据、远程通信和自供电能力，具有成本低、耗能低、长寿命等特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图。
[0014]图2为本实用新型多种传感器模块中温度传感器与微处理器的连接图。
[0015]图3为本实用新型多种传感器模块中光照传感器与微处理器的连接图。
[0016]其中:1_传感器、2-微处理器、3-ZigBee无线通信装置、4-无线传感网络网关、5-GPRS无线移动网络装置，6-1nternet网络通信装置，7-远程监测中心，8-异地端Web浏
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【具体实施方式】
[0017]为了加深对本实用新型的理解，下面将结合实施例对本实用新型作进一步详述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型保护范围的限定。
[0018]如图1、2、3所示，一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，包括传感器1、微处理器
2、ZigBee无线通信装置3、无线传感网络网关4、GPRS无线移动网络装置5、Internet网络通信装置6、远程监测中心7、异地端Web浏览器8，所述传感器I与微处理器2互连，所述ZigBee无线通信装置3通过串行口与微处理器2互连，所述ZigBee无线通信装置3的输出端连接在无线传感网络网关4的输入端上，所述无线传感网络网关4的输出端连接在GPRS无线移动网络装置5的输入端上，所述GPRS无线移动网络装置5与Internet网络通信装置互连，所述Internet网络通信分别与远程监测中心7、异地端Web浏览器8互连。所述传感器1、微处理器2、ZigBee无线通信装置3至少设置有三组。所述传感器I包括有空气温度传感器、数字式光照传感器、风速风向传感器。所述无线传感网络网关4由Zigbee节点、GPRS和处理器以及外围的最小系统构成。所述远程监测中心7和异地端Web浏览器8由GPRS和处理器以及外围的最小系统构成。所述微处理器2采用STC12C5A60S2系列微处理器通过I/O 口或自身集成的A/D转换接口与传感器I互连。ZigBee无线通信装置3采用MCU13213射频芯片通过RS-232串行口与微处理器2互连。
[0019]传感器I将采集到的蓝藻浓度、温度、风力风向、日照强度数据传送给微处理器2，微处理器2通过RS-232串行口将数据传送给Zigbee无线通信装置3。无线传感网络网关4的Zigbee节点负责通过Zigbee无线通信装置3采集和接受网络中其他节点的数据信息，接收到的信息通过RS-232串行口传送到处理器进行处理，完成处理后处理器把处理完成的数据信息发送到无线传感网络网关4的GPRS并发送到GPRS无线移动网络装置5，完成网关节点的采集与传输数据的功能。远程监测中心7和异地端Web浏览器8的GPRS负责接收网关节点中GPRS发出的数据信息，接收到的数据信息同样通过RS-232串行口传送到处理器进行处理，然后处理器再把数据存储到数据库中，以供客户端随时访问、查看。所述温度传感器采用DS18B20数字温度计，DS18B20数字温度计为单总线器件，具有线路简单，体积小的特点，STC12C5A60S2系列微处理器的P2.0与DS18B20数字温度计的DQ引脚相连。所述光照传感器采用ISL29010型号，光照传感器ISL29010支持I2C通信协议，STC12C5A60S2系列微处理器的Pl.0和Pl.0分别与光照传感器ISL29010的SDC和SCL引脚相连。
[0020]装置终端通过ZigBee协议和自组织的方式组成无线传感器网络，监测范围广，实时性好，无线网关节点拥有较强的通信能力、计算能力和丰富资源的系统，它实现通信协议之间的相互转换，完成无线传感器网络与GPRS无线移动网络的无缝连接。系统在信息传输中采用Internet技术中重要的B/S (浏览器/服务器)体系结构，以Web为中心，采用HTTP传输协议，结合多种脚本语言以及组件技术，具有良好的开放性，易于实现集中控制。本实用新型的蓝藻监测节点拥有传感、采集和处理数据、远程通信和自供电能力，具有成本低、耗能低、长寿命等特点。
【权利要求】
1.一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:包括传感器(I )、微处理器(2)、ZigBee无线通信装置(3)、无线传感网络网关(4)、GPRS无线移动网络装置(5)、Internet网络通信装置(6 )、远程监测中心(7 )、异地端Web浏览器(8 )，所述传感器(I)与微处理器(2)互连，所述ZigBee无线通信装置(3)通过串行口与微处理器(2)互连，所述ZigBee无线通信装置(3)的输出端连接在无线传感网络网关(4)的输入端上，所述无线传感网络网关(4)的输出端连接在GPRS无线移动网络装置(5)的输入端上，所述GPRS无线移动网络装置(5)与Internet网络通信装置互连，所述Internet网络通信分别与远程监测中心(7 )、异地端Web浏览器(8 )互连。
2.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:所述传感器(I)、微处理器(2)、ZigBee无线通信装置(3)至少设置有三组。
3.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:所述传感器(I)包括有空气温度传感器、数字式光照传感器、风速风向传感器。
4.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:所述无线传感网络网关(4)由Zigbee节点、GPRS和处理器以及外围的最小系统构成。
5.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:所述远程监测中心(7)和异地端Web浏览器(8)由GPRS和处理器以及外围的最小系统构成。
6.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于:所述微处理器(2)采用STC12C5A60S2系列微处理器通过I/O 口或自身集成的A/D转换接口与传感器(I)互连。
7.如权利要求1所述的一种基于ZigBee技术的蓝藻监测装置，其特征在于=ZigBee无线通信装置(3)采用MCU13213射频芯片通过RS-232串行口与微处理器(2)互连。
【文档编号】G08C17/02GK203759001SQ201420142407
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月27日 优先权日:2014年3月27日
【发明者】陈孟元, 袁苑, 梁添柱, 吕亚运, 朱枫, 汪鹏, 谢义建, 陶明, 方华健 申请人:安徽工程大学