专利名称：基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线网络拓扑领域，特别涉及一种基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统。
背景技术：
在实际生活中，计算机与网络设备要实现互联，就必须使用一定的组织结构进行连接，这种组织结构就叫做“拓扑结构”，网络拓扑结构形象地描述了网络的安排和配置方式，以及各节点之间的相互关系，这样就对检测、定位和排除网络设备的故障提供了很大的方便，当出现故障时，网络拓扑能够及时确认故障、记录故障，并找出故障的位置以尽可能地排除这些故障。而另一方面，目前市场上存在的气体监测报警系统多种多样，不同的系统有不同的优点和好处，但是这些气体监测报警系统不能进行自动控制和远程控制，并且也不能入网，给用户进行信息获取带来了不便。
发明内容为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种可以远程控制的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统。本实用新型通过下述方案实现基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，包括由GSM模块、手机和基站通过组网形成的GSM通信网络，由协调器、终端采集节点、路由节点组网而成的ZigBee无线网络和传感器网络，所述GSM通信网络是通过其GSM模块与协调器的串口通信实现和ZigBee无线网路之间的通信的，所述ZigBee无线网络通过终端采集节点和传感器网路进行通信。所述GSM通信网络包括控制整个通信网络的主控芯片，与主控芯片连接并为整个网络提供电能的电源模块，与主控芯片连接的SM卡接口电路和与主控芯片连接并与之通信的串口通信电路。所述ZigBee无线网络的终端采集节点由两个子节点构成。所述ZigBee无线网络的协调器、终端采集节点和路由节点这些无线网络节点都包括了与微处理模块通过串口连接的数据采集模块、与微处理模块和供电模块连接的无线通信模块、为整个网络节点提供电能的供电模块以及跟各个模块均相互连接的微处理模块。所述传感器网络采用了空气净化传感器，这种传感器可检测多种有害气体，对氨气、硫化物、苯系蒸汽的灵敏度高，对烟雾和其它有害的监测也很理想。所述终端采集节点的子节点包括主控芯片、与主控芯片连接的LED灯和蜂鸣器、与主控芯片连接的继电器和受继电器控制的快速集气处理装置。本实用新型适用于气象部门或者气象局日常对于城市空气的监测，或者小区、公司等对于一定区域空气环境的监测之中。[0012]本实用新型相对于现有技术，具有的优点及效果是系统可以进行自动控制和远程控制，通过入网，给用户进行信息获取带来方便。
图I是本实用新型基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统的结构框图。图2是本实用新型基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统的网络框图。图3是图2中的ZigBee无线网络节点的结构框图。图4是本实用新型的终端采集节点的结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的实施方 式不限于此。
实施例如图I和图2所示，本实用新型的基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统包括GSM通信网络、ZigBee无线网络和传感器网络。GSM通信网络由GSM模块、手机和基站通过组网形成。ZigBee无线网络由协调器、终端采集节点、路由节点组网而成。所述GSM通信网络是通过其GSM模块与协调器的串口通信实现和ZigBee无线网路之间的通信的，所述ZigBee无线网络通过终端采集节点和传感器网路进行通信。当需要监测空气中的有害气体情况时，所述传感器网络开始工作，传感器网络采用了能监测氨气、硫化物、苯系蒸汽、烟雾等气体的空气净化传感器。空气净化传感器内部所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低，并且不易与有害气体进行化学反应的二氧化锡(Sn02)。当有害气体通过传感器网络时，空气净化传感器的电导率随空气中污染气体浓度的增加而增大，这时传感器网络即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。从传感器网络输出的信号要发送到ZigBee无线网络进行处理，具体的说是发送到ZigBee无线网络的终端采集节点进行处理。结合图4的终端采集节点的结构框图所示，终端采集节点的子节点包括主控芯片、与主控芯片连接的LED灯和蜂鸣器、与主控芯片连接的继电器和受继电器控制的快速集气处理装置。当传感器网络中的输出信号通过空气净化传感器传送到终端采集节点的主控芯片，并且此时测得输出信号的电压超过一标准值，例如2. 50V时，主控芯片的其中一个引脚驱动与之相连的继电器启动快速集气处理装置对空气进行采集处理，与此同时主控芯片的一个引脚驱动LED闪烁报警，另一个引脚驱动蜂鸣器声音报警。如图2所示的基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统的网络框图，通过终端采集节点处理后的信号将在ZigBee无线网络中继续进行传送。结合图3所示的ZigBee无线网络节点的结构框图，所述ZigBee无线网络节点电路包括与微处理模块通过串口连接的数据采集模块、与微处理模块和电源模块连接的无线通信模块、为整个网络节点提供电能的电源模块以及跟各个模块均相互连接的微处理模块。所述ZigBee无线网络中的节点要完成来自传感器网络的信息的收集、无线网络的加入、以及无线数据的发送。在本实施例中，当警报发出后，终端采集节点的子节点I将信号发送到无线网络另外一种节点一路由节点中，路由节点再将子节点I的信号发送到协调器，同理，子节点2也通过同样的方式(或者不经过路由节点)将信号发送到协调器，这样就完成了无线网络的加入，汇总的信号再通过协调器的无线通信模块发送到GSM通信网络，GSM通信网络通过GSM模块将信号以发送短信的形式发送到用户手机中，告知用户环境中有害气体浓度超标情况。所述实施例中的子节点并不局限于2个，也可以通过具 体需要进行增加或者减少。上述实施例仅为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于包括由GSM模块、手机和基站通过组网形成的GSM通信网络，由协调器、终端采集节点、路由节点组网而成的ZigBee无线网络和传感器网络，所述GSM通信网络通过GSM模块与ZigBee无线网路的协调器进行串口通信，所述ZigBee无线网络通过终端采集节点和传感器网路进行通信。
2.根据权利要求I所述的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于所述GSM通信网络包括控制整个通信网络的主控芯片，与主控芯片连接并为整个网络提供电能的电源模块，与主控芯片连接的SM卡接口电路和与主控芯片连接并与之通信的串口通Ih电路。
3.根据权利要求I所述的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于所述ZigBee无线网络的终端采集节点由两个子节点构成。
4.根据权利要求I所述的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于所述ZigBee的无线网络节点包括与微处理模块通过串口连接的数据采集模块、与微处理模 块和供电模块连接的无线通信模块、为整个网络节点提供电能的供电模块以及跟各个模块均相互连接的微处理模块。
5.根据权利要求I所述的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于所述传感器网络采用了能监测氨气、硫化物、苯系蒸汽、烟雾的空气净化传感器。
6.根据权利要求3所述的基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统，其特征在于所述终端采集节点的子节点包括主控芯片、与主控芯片连接的LED灯和蜂鸣器、与主控芯片连接的继电器和受继电器控制的快速集气处理装置。
专利摘要本实用新型基于Zigbee无线网络的气体监测报警系统，包括由GSM模块、手机和基站通过组网形成的GSM通信网络，由协调器、终端采集节点、路由节点组网而成的ZigBee无线网络和传感器网络，所述GSM通信网络是通过其GSM模块与协调器的串口通信实现和ZigBee无线网路之间的通信的，所述ZigBee无线网络通过终端采集节点和传感器网络进行通信。本实用新型适用于气象部门或者气象局日常对于城市空气的监测，或者小区、公司等对于一定区域空气环境的监测之中。本实用新型相对于现有技术，具有的优点及效果是系统可以进行自动控制和远程控制，通过入网，给用户进行信息获取带来方便。
文档编号G08B21/12GK202795663SQ20122042707
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月27日 优先权日2012年8月27日
发明者魏晓慧 申请人:惠州学院