一种燃气管道用无线传感器的网络节点的制作方法

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种燃气管道用无线传感器的网络节点。

背景技术：

燃气管道是具有爆炸危险的特种承压设备( 特种输送设备)，承受着易燃、易爆介质，一旦发生爆炸或泄漏，往往并发火灾、二次爆炸等灾难性事故，并且由于贯穿经济发达和人口稠密地区，发生事故后果非常严重，给社会经济、生产和人民生命财产带来巨大损失和危害。因此，加强检验工作、保障压力管道长周期安全运行具有巨大的经济意义和社会意义。

由于现有许多管网检测方法都存在成本高、精度不足、无法广泛应用的问题，严重制约了市政管网检测技术的应用效益。无线传感器网络由大量具有通信、计算、感知能力的节点组成，通过无线通信方式形成自组织多跳的网络系统，其目的是感知、采集和处理监测区域中对象的相关信息。无线传感器网络的特点是网络中节点数目多，通信网络常是自组织多跳网络，相对较短的通讯距离，数据传输速率低，节点能量消耗低。将无线传感器网络应用于燃气管道的监测，将无线传感器的网络节点布置于燃气管道沿线，形成动态实时监测和预测性诊断集成系统，具备的灾害预警功能。

技术实现要素：

本发明提供一种燃气管道用无线传感器的网络节点，本发明的无线传感器网络节点，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长、反应灵敏等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种燃气管道用无线传感器的网络节点，包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块分别与微控制器相连；所述压力传感器和次声波传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏和驱动装置相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。

在燃气管道沿线每隔一段距离或者在燃气管道事故频发处的适当位置布置好压力传感器和次声波传感器，一旦燃气泄漏，传感器采集信号后即将信号传送给A/D转换器，A/D转换器将模拟信号转化为数字信号后传递给微处理器，微处理器处理信号后通过无线通讯模块将信号传送出去。同时能量管理模块能够为工作在不同电压下的其他各个部分提供适合的工作电压。所述LCD显示屏用于信息显示。所述驱动装置用于发生泄漏时将空气泵打开，对燃气管道泄漏点进行应急处理，将泄漏的气体排出，减小泄漏点的压强，防止事故的进一步恶化。本发明采用普通电池和太阳能电池板相结合的方式为节点供电，一方面太阳能电池板将太阳能转化为电能为整个节点供电，另一方面，当遇到连续阴雨天，太阳能供电不足时，可以通过转换器转换为普通电池进行供电，当太阳能电池板能够转化光能为节点供电时，转换器又会自动切换为太阳能供电，这种供电方式既节能又能够延长了无线传感器网络节点的寿命。

优选地，所述存储器为RAM和ROM。

优选地，所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。

优选地，所述定位模块为北斗定位模块或者GPS定位模块。

优选地，微控制器为CC2430芯片。所述核心处理单元核心处理器为CC2430 芯片，该芯片采用高性能和低功耗的8051 微控制器核，具有高达128KB 可编程闪存和8KB 的RAM 等片上资源。

优选地，所述LCD显示器为1602 液晶显示器。

优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电池板上。

本发明的无线传感器网络节点，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长等优点，实用性强，适用范围广。本发明的太阳能电池板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能电池板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能电池板的光照强度，光照强度增加，太阳能电池板的光电转化效率也增加。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为太阳能电池板的具体结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种燃气管道用无线传感器的网络节点，包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块分别与微控制器相连；所述压力传感器和次声波传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏和驱动装置相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板1为圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板1为椭圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半椭球状曲面。所述存储器为RAM和ROM。所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。所述定位模块为北斗定位模块。微控制器为CC2430芯片。所述LCD显示器为1602 液晶显示器。所述凸透镜层2上的六棱凸透镜3的焦点都落在太阳能电池板1上。

实施例2

一种燃气管道用无线传感器的网络节点，包括微控制器、能量管理模块、A/D转换器、压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块；所述能量管理模块、A/D转换器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏、驱动装置、空气泵和电源供给模块分别与微控制器相连；所述压力传感器和次声波传感器分别与A/D转换器相连；所述能量管理模块分别与压力传感器、次声波传感器、存储器、定位模块、无线通讯模块、LCD显示屏和驱动装置相连；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板1为圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板1为椭圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半椭球状曲面。所述存储器为RAM和ROM。所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。所述定位模块为GPS定位模块。微控制器为CC2430芯片。所述LCD显示器为1602 液晶显示器。所述凸透镜层2上的六棱凸透镜3的焦点都落在太阳能电池板1上。