专利名称：基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统的制作方法
技术领域：
基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统技术领域[0001]本实用新型属于文物保护领域，涉及一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，尤其涉及一种将户外环境监测以及文物本体监测相结合的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统。
背景技术：
[0002]在陕西存在大量野外不可移动文物，由于历史的沧桑巨变，大自然的久经磨砺，使它们的本体产生了倾斜，本体表面上产生了裂痕，褪色，腐蚀等等病害。目前尚未有对其进行监测及保护等的设备，对文物，尤其是户外遗址区的珍贵文物的有着巨大伤害。实用新型内容[0003]为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可实时进行监测、便于维护以及可靠性高的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统。[0004]本实用新型的技术解决方案是:本实用新型提供了一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特殊之处在于:所述基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统包括数据采集单元、数据接口、数据处理单元、数据发送单元以及电源；所述数据采集单元通过数据接口与数据处理单元相连；所述数据处理单元包括MCU芯片、光耦隔离器、存储器以及低电检测电路；所述数据接口通过光耦隔离器接入MCU芯片；所述数据发送单元、存储器、电源以及低电检测电路分别接入MCU芯片。[0005]上述数据采集单元是传感器；所述传感器是裂隙传感器、位移传感器、文物体表温度传感器、文物体表湿度传感器、文物体表酸碱度传感器以及文物体表色彩变化视频摄像头中的一个或多个的组合。[0006]上述数据处理单元还包括与MCU芯片相连的看门狗。[0007]上述数据处理单元还包括与MCU芯片相连的指示器；所述指示器是不同颜色构成的LED灯组。[0008]上述电源是市电和/或电池。[0009]上述数据接口是RS485数据接口。[0010]上述数据发送单元是RF通信单元。[0011]本实用新型的优点是:[0012]本实用新型提供了一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，该模块将文物本体的倾斜及表面的裂隙变化通过传感器模块进行监测，由传感器模块进行数据采集，然后通过RS485总线发送到主模块，主模块进行处理，最后由主模块通过无线网络发送到用户终端；同时，对于现场复杂的环境，考虑到现场一般很少有管理员巡查，采用硬件看门狗进行看护，极大的提高了系统的稳定性。
[0013]图1是本实用新型所提供的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统的框架结构示意图；[0014]其中:[0015]1-MCU部分；2_RF部分；3_低电检测部分；4_存储芯片；5_指示部分；6_看门狗；7-光耦隔离；8-485模块；9_供电部分；10_从模块。
具体实施方式
[0016]参见图1，本实用新型提供了 一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，该基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统包括数据采集单元、数据接口、数据处理单元、数据发送单元以及电源；数据采集单元通过数据接口与数据处理单元相连；数据处理单元包括MCU芯片、光耦隔离器、存储器以及低电检测电路；数据接口通过光耦隔离器接入MCU芯片；数据发送单元、存储器、电源以及低电检测电路分别接入MCU芯片。[0017]数据采集单元是传感器；传感器是裂隙传感器、位移传感器、文物体表温度传感器、文物体表湿度传感器、文物体表酸碱度传感器以及文物体表色彩变化视频摄像头中的一个或多个的组合，这些传感器单独或共同完成了对户外遗址区中石雕体的实施在线监测。[0018]数据处理单元还包括与MCU芯片相连的看门狗、与MCU芯片相连的指示器；指示器是不同颜色构成的LED灯组。[0019]电源是市电和/或电池。[0020]数据接口是RS485数据接口 ；数据发送单元是RF通信单元。[0021]
以下结合附图1，对本实用新型进行详细阐述:RF部分2:进行数据的发送与接收，发送功率为20dbm ;硬件看门狗6:当CPU跑飞时，进行复位CPU ;指示部分5:通过LED指示主模块的工作状态；红灯点亮表示上电，黄灯点亮表示发送，绿灯点亮表示接收。低电检测部分3:当供电电压低于12V时，将数据包中的电压标志置为1，当供电电压不低于12V，电压标志置为0，并发送给父节点。存储芯片4:用来存储主模块的配置信息。光耦隔离7:将主模块与从模块进行信号隔离；485模块8:主模块与从模块通信采用RS485总线，协议采用MODBUS协议。供电部分9:将外部+12V供电分别转换为+3.3V，+5V, +12V供电分别供给主模块，传感器模块。传感器组包括一个或多个从模块10:可以是任何传感器模块，如裂隙、位移、温度、酸碱度、湿度等各种传感器。模块的供电受控于主模块。主从接口定义:+12V, +5V, A, B, GND+5V (备用)[0022]本发明的工作原理是:通过高科技手段对之进行24小时不间断监测，将文物本体的倾斜及表面的裂隙变化通过传感器模块进行监测，由传感器模块进行数据采集，然后通过RS485总线发送到主模块，主模块进行处理，最后由主模块通过无线网络发送到用户终端。[0023]由于现场各类传感器数量众多，采用模块化设计理念，将需要监测的点变成为一个个模块，并赋予相应的地址，这样对布点及扩展和后期的维护提供了很大的方便。[0024]主从模块的工作过程如下:[0025]主模块加电，加电后主模块先进行搜网，当搜到网络后，就向RS485总线上发送03功能码，03功能码是对从模块的地址进行查询，看有哪些从模块挂在总线上；发送地址从Ol 08逐个发送，某个从模块回应时，记住该从模块的地址；[0026]03功能码发送完后，然后发送04功能码，04功能码的作用是，读从模块的数据，发送的地址是刚才查询到从模块的地址，每发送一包读命令，就等候从模块回复数据包，在规定时间内读到从模块的数据就立即发送下一个从模块的读命令，否则就等到规定的时间再发送下一个从模块的读命令。[0027]当所有挂载的从模块数据都查询到时，主模块进行数据打包，分别按照不同的节点身份将从模块的数据进行打包，然后按照一定的时间间隔发给父节点。[0028]当其中任一个从模块的数据没有发出去时，主模块则重发3次，仍没有发出成功，则重新搜网络，从第一个节点开始重发。如果重新搜网，仍没有搜到，则搜三次，仍没搜到时就进入低功耗状态。如搜到后，就按照顺序重新发送。发送完成后，主模块断掉从模块供电，然后进入低功耗状态，低功耗的时间是可以设定的。设定时间到后，主模块又进入下一个循环，重复上述的步骤。[0029]供电方面采用市电与电池相结合，并且市电优先，当出现市电停电，可以切换为电池供电，一旦市电恢复，则由市电供电，并且可以给电池进行充电。当供电电压低于+12V，主模块告知用户终端，进行低电报警。[0030]对于现场复杂的环境，考虑到现场一般很少有人过去，一旦出现CPU死机将造成大量的数据丢失，采用硬件看门狗进行看护，极大的提高了系统的稳定性。
权利要求1.一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统包括数据采集单元、数据接口、数据处理单元、数据发送单元以及电源；所述数据采集单元通过数据接口与数据处理单元相连；所述数据处理单元包括MCU芯片、光耦隔离器、存储器以及低电检测电路；所述数据接口通过光耦隔离器接入MCU芯片；所述数据发送单元、存储器、电源以及低电检测电路分别接入MCU芯片。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述数据采集单元是传感器；所述传感器是裂隙传感器、位移传感器、文物体表温度传感器、文物体表湿度传感器、文物体表酸碱度传感器以及文物体表色彩变化视频摄像头中的一个或多个的组合。
3.根据权利要求1或2所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述数据处理单元还包括与MCU芯片相连的看门狗。
4.根据权利要求3所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述数据处理单元还包括与MCU芯片相连的指示器；所述指示器是不同颜色构成的LED灯组。
5.根据权利要求4所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述电源是市电和/或电池。
6.根据权利要求5所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述数据接口是RS485数据接口。
7.根据权利要求6所述的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，其特征在于:所述数据发送单元是RF通信单元。
专利摘要本实用新型一种基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统，包括数据采集单元、数据接口、数据处理单元、数据发送单元以及电源；数据采集单元通过数据接口与数据处理单元相连；数据处理单元包括MCU芯片、光耦隔离器、存储器以及低电检测电路；数据接口通过光耦隔离器接入MCU芯片；数据发送单元、存储器、电源以及低电检测电路分别接入MCU芯片。本实用新型提供了一种可实时进行监测、便于维护以及可靠性高的基于无线传感网的多端口模块化在线监测系统。
文档编号G08C17/02GK203011428SQ20122067300
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者邓宏, 林树笋, 郑玉东, 王剑 申请人:西安元智系统技术有限责任公司