一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统

集成于一块主电路板上固定在设备外壳(13)凸出的内置固定螺柱上；通过所述ble通信模块(1)将所述传感器模块(2)采集的数据发送到所述移动设备监测中心(12)，通过移动设备监测中心(12)建立应用对接收到的数据进行存储、分析，并将气体浓度及外界温湿度变化情况显示在移动设备app上，一旦出现异常立即发出报警信号。
6.按键指示灯模块(5)与所述ble通信模块(1)相连接，通过接收所述ble通信模块 (1)发出的报警指令，相应的指示灯会闪烁，发出报警信号；通过按下不同按键，所述ble 通信模块(1)会根据按键信号，做出相应的动作。所述按键指示灯模块(5)选用自锁开关按键、轻触开关按键和0805贴片发光二极管。接收到报警指令后，按键指示灯模块(5)相应的指示灯闪烁报警。
7.所述电源模块(6)使用两节18650可充电锂电池给系统供电。
8.与已有技术相比，本实用新型的优点体现在：
9.1.采用ble通信模块用于数据的传输，传输距离远，易于组网，功耗低，并且成本低廉；
10.2.采用既可以作为通信模块实现正常联网与数据发送功能，同时又可以作为主控芯片使用的nrf52832芯片，与传统物联网解决方案相比，省去主控芯片，简化了系统结构；
11.3.采用气体传感器阵列进行数据的采集，避免了单一传感器测量存在的多种缺陷，通过传感器阵列和神经网络的结合，解决了气体传感器普遍存在的交叉敏感问题，极大提高了气体测量的精度和范围；
12.4.本系统通过将采集到的各项数据实时上传至移动设备监测中心，可以实现实时查看各节点位置的气体浓度和外界的温湿度，也可以查阅历史数据，操作简单，实时性强。
附图说明
13.图1为本实用新型所述一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统的构成框图。
14.图2为本实用新型所述一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统的节点结构俯视示意图。
15.图3为本实用新型所述一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统的节点结构侧视示意图。
16.图4为本实用新型所述一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统的节点软件程序设计流程图
17.图5为本实用新型所述一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统的移动设备监测中心软件设计流程图路。
具体实施方式
18.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步的说明。
19.本实用新型的实施例参考图1、图2和图3所示一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，主要包括ble通信模块(1)、传感器模块(2)、oled显示模块(3)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)、数据中继器(11)、电源模块(6)、移动设备监测中心(12)、固件升级接口(7)、数据读取接口(8)、电源接口(9)、固定孔(10)、设备外壳(13)、内置固定螺柱
(14)。所述数据中继器(11)安置在工厂内，所述移动设备监测中心(12)可以安置在管理人员的智能手机或其他的移动终端设备；所述ble通信模块(1)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)和电源模块(6)集成于一块主电路板上；所述传感器模块(2) 和oled显示模块(3)为单独电路板，通过排针、排母与主电路板连接；所述电源模块(6) 用于给系统供电；所述按键指示灯模块(5)用于气体浓度异常报警、系统重启和唤醒oled 屏幕；所述固件升级接口(7)用于设备软件程序的升级改造；所述数据读取接口(8)将flash 存储的数据读出；所述电源接口(9)将锂电池与电源模块(6)连接；所述固定孔(10)用于设备的安装固定；所述设备外壳(13)用于所有模块的集成、承载；所述内置固定螺柱(14) 用于在设备外壳(13)与主电路板的连接固定；所述ble通信模块(1)将所述传感器模块 (2)采集的数据发送到所述移动设备监测中心(12)；所述移动设备监测中心(12)用于建立应用存储、分析和显示数据并可以通过指令控制无线传感器网络内各节点的运行。
20.所述种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，设备外壳(13)内留有凹槽，将集成了ble通信模块(1)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)和电源模块(6)集成于一块主电路板上固定在设备外壳(13)凸出的内置固定螺柱上；所述传感器模块(2)和 oled显示模块(3)通过排针、排母固定在主电路板；在所述设备外壳(13)的方形口槽下，传感器模块(2)与外界空气接触采集外界气体浓度和温湿度数据。
21.进一步的，所述ble通信模块(1)将所述传感器模块(2)所采集的各项数据保存在所述flash存储模块(4)，并根据从所述移动设备监测中心(12)接收到的指令，选择是否发送数据到所述移动设备监测中心(12)，同时，根据所述按键指示灯模块(5)的按键指令，选择是否系统重启和点亮所述oled模块(3)，进行浓度数据的节点终端显示，在所述移动设备监测中心(12)上建立应用对接收到的数据进行存储、分析，并将气体浓度和外界温湿度变化情况记录并显示在移动移动端设备app上，具体程序流程如陈述书中附图4所示。
22.进一步的，管理员通过监测中心界面发送命令，实时查询传感器网络中某一节点位置的气体浓度数据和外界温湿度，也可以查询历史记录。
23.进一步的，在所述移动设备监测中心(12)设定气体浓度异常报警上限值和温湿度异常报警的上限值，当所述传感器模块(2)采集到的数据经过ble通信模块处理后，得到的数据高于设定值，立刻向所述移动设备监测中心(12)发送报警信号，同时所述按键指示灯模块(5)的相应指示灯进行闪烁报警，直到低于设定值，警报解除，具体程序流程如陈述书中附图5所示。
24.进一步的，所述移动设备监测中心(12)收到报警信号后，会将接收到的气体数据和温湿度数据进行处理，验证报警信号，防止误报警。所述按键指示灯模块(5)相应指示灯闪烁报警。便于工作人员快速定位报警节点位置，以便排除危险气体发生泄露的险情。


技术特征：
1.一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：ble通信模块(1)、传感器模块(2)、oled显示模块(3)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)、数据中继器(11)、电源模块(6)、移动设备监测中心(12)、固件升级接口(7)、数据读取接口(8)、电源接口(9)、固定孔(10)、设备外壳(13)、内置固定螺柱(14)；所述数据中继器(11)安置在工厂内，所述移动设备监测中心(12)可以安置在管理人员的智能手机或其他的移动终端设备；所述ble通信模块(1)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)和电源模块(6)集成于一块主电路板上；所述传感器模块(2)和oled显示模块(3)为单独电路板，通过排针、排母与主电路板连接；所述电源模块(6)用于给系统供电；所述按键指示灯模块(5)用于气体浓度异常报警、系统重启和唤醒oled屏幕；所述固件升级接口(7)用于设备软件程序的升级改造；所述数据读取接口(8)将flash存储的数据读出；所述电源接口(9)将锂电池与电源模块(6)连接；所述固定孔(10)用于设备的安装固定；所述设备外壳(13)用于所有模块的集成、承载；所述内置固定螺柱(14)用于在设备外壳(13)与主电路板的连接固定；所述ble通信模块(1)将所述传感器模块(2)采集的数据发送到所述移动设备监测中心(12)；所述移动设备监测中心(12)用于建立应用存储和分析数据。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述设备外壳(13)内留有凹槽，将集成了ble通信模块(1)、flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)和电源模块(6)集成于一块主电路板上固定在设备外壳(13)凸出的内置固定螺柱上。3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述传感器模块(2)与oled显示模块(3)通过排针、排母固定在主电路板，用于采集和显示多种气体的浓度和外界环境的温湿度。4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述按键指示灯模块(5)选用自锁开关按键、轻触开关按键和0805贴片发光二极管。5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述oled显示模块(3)选用0.96英寸128*64单色oled屏，采用spi通信接口。6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述flash存储模块(4)选用为w25q128芯片。7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述电源模块(6)使用2节18650可充电锂电池给系统供电。8.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述ble通信模块(1)选用nrf52832芯片。9.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，其特征在于：所述传感器模块(2)使用6种mems气体传感器和sht30温湿度传感器组成传感器阵列，并搭配一些信号调理电路，用于信号的转换、放大。

技术总结
本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的多组分气体监测系统，包括BLE通信模块(1)、传感器模块(2)、OLED显示模块(3)、Flash存储模块(4)、按键指示灯模块(5)、数据中继器(11)、电源模块(6)、移动设备监测中心(12)、固件升级接口(7)、数据读取接口(8)、电源接口(9)、固定孔(10)、设备外壳(13)、内置固定螺柱(14)。BLE通信模块(1)将传感器模块(2)采集的数据发送到移动设备监测中心(12)存储和分析数据。本实用新型便于实时监测化工厂等场所含有易燃易爆等危险气体的浓度变化情况，及时监测易燃易爆等危险气体的浓度，能够有效预防危险气体泄漏事件的发生，对于社会的稳定、企业的安全生产运行将具有重要意义。的安全生产运行将具有重要意义。的安全生产运行将具有重要意义。


技术研发人员：施云波 董常庆 牛昊东
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：2021.11.02
技术公布日：2022/5/20