基于以太网的大型仪器设备监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了基于以太网的大型仪器设备监测系统，包括布设在监控室的计算机、布设在实验楼宇内且与计算机连接的数据采集终端和安装在实验室内用于监控大型仪器设备的无线传感器节点，无线传感器节点包括无线微控制器和第一电源，以及与无线微控制器相接的射频天线、复位电路、晶振电路和时钟电路，无线微控制器的输入端接有电流互感器、烟雾传感器、温度传感器、红外传感器和门磁传感器，数据采集终端包括主控制器和第二电源，以及与主控制器相接的无线收发器、以太网收发器和存储器，以太网收发器上安装有以太网接口。本实用新型设计新颖，可实现大型仪器设备实时考勤，统计机时，提高安防系数，功能完备，实用性强。
【专利说明】
基于以太网的大型仪器设备监测系统
技术领域
[0001]本实用新型属于物联网技术领域，具体涉及一种基于以太网的大型仪器设备监测系统。
【背景技术】
[0002]随着国家对教学科研中的大型仪器设备投入逐年增加，高校及科研院所中配备的大型仪器设备数量和水平得到了较大的提高，但对大型仪器设备的使用存在以下三个缺陷。第一，不能实时统计大型仪器设备使用机时；第二，不能查询历史实验数据;第三，不能实时监测大型仪器设备周围环境参数。因此，现如今缺少一种结构简单、安装方便、成本低、设计合理的大型仪器设备监测系统，通过无线传感器节点采集每个实验室内大型仪器设备的使用考勤参数和环境参数，一方面对大型仪器设备的机时进行统计，另一方面可以提高大型仪器设备的安防系数，保障仪器设备的安全管理;采用稳定的有线以太网将无线传感器节点采集的数据通过服务器传输至监控室的计算机，功能完备。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于以太网的大型仪器设备监测系统，其设计新颖合理，结构简单，可实现大型仪器设备实时考勤，统计机时，提高安防系数，功能完备，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:包括布设在监控室的计算机、布设在实验楼宇内且与计算机连接的数据采集终端和安装在实验室内用于监控大型仪器设备的无线传感器节点，无线传感器节点与数据采集终端进行无线数据通信，无线传感器节点包括无线微控制器和第一电源，以及与无线微控制器相接的射频天线、复位电路、晶振电路和时钟电路，无线微控制器的输入端接有用于采集大型仪器设备工作电流的电流互感器以及用于采集环境参数的烟雾传感器、温度传感器、红外传感器和门磁传感器，数据采集终端包括主控制器和第二电源，以及与主控制器相接的无线收发器、以太网收发器和存储器，无线收发器通过射频天线与无线微控制器进行无线数据通信，以太网收发器上安装有以太网接口。
[0005]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:还包括声光报警器，所述声光报警器与计算机相接。
[0006]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述数据采集终端通过服务器与计算机连接。
[0007]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述计算机通过千兆网线与服务器连接，服务器通过千兆网线与以太网接口连接。
[0008]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述数据采集终端的数量为一个或多个。
[0009]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述无线传感器节点的数量为多个。
[0010]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述无线微控制器和无线收发器均为CC2430模块。
[0011]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述主控制器为DSP开发板或ARM开发板。
[0012]上述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述存储器为SD卡。
[0013]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0014]1、本实用新型通过设置无线传感器节点采集每个实验室内放置的大型仪器设备的使用情况，每个无线传感器节点中的电流互感器监测一个大型仪器设备是否开机，烟雾传感器和温度传感器监测大型仪器设备周围是否有险情，红外传感器和门磁传感器监测大型仪器设备周围是否有人员活动，采用无线数据传输的方式减少实验楼宇内的布线，安装方便，功能完备，便于推广使用。
[0015]2、本实用新型通过无线的方式接收实验楼宇内多个无线传感器节点数据，通过以太网有线的方式将大型仪器设备监测数据通过服务器传输至计算机，远程数据传输稳定可靠，使用效果好。
[0016]3、本实用新型设计新颖合理，在计算机上设置声光报警器，提示大型仪器设备监测出现异常，计算机还可以实时查询大型仪器设备历史使用情况，实时考勤，统计机时，实用性强，便于推广使用。
[0017]综上，本实用新型设计新颖合理，结构简单，可实现大型仪器设备实时考勤，统计机时，提高安防系数，功能完备，便于推广使用。
[0018]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0020]图2为本实用新型无线传感器节点的电路原理框图。
[0021]附图标记说明:
[0022]I 一无线传感器节点；1_1 一无线微控制器；1-2—第一电源；
[0023]1-3 一射频天线；1-4 一烟雾传感器； 1-5—温度传感器；
[0024]1-6 一红外传感器； 1-7 —门磁传感器； 1-8—电流互感器；
[0025]1-9一复位电路；1-10—晶振电路； 1-11一时钟电路；
[0026]2—数据采集终端； 2-1—主控制器；2-2—无线收发器；
[0027]2-3—第二电源；2-4—存储器；2-5—以太网收发器；
[0028]2-6 一以太网接口； 3—服务器；4 一计算机。
【具体实施方式】
[0029]如图1和图2所示，本实用新型包括布设在监控室的计算机4、布设在实验楼宇内且与计算机4连接的数据采集终端2和安装在实验室内用于监控大型仪器设备的无线传感器节点I，无线传感器节点I与数据采集终端2进行无线数据通信，无线传感器节点I包括无线微控制器1-1和第一电源1-2，以及与无线微控制器1-1相接的射频天线1-3、复位电路1-9、晶振电路1-10和时钟电路1-11，无线微控制器1-1的输入端接有用于采集大型仪器设备工作电流的电流互感器1-8以及用于采集环境参数的烟雾传感器1-4、温度传感器1-5、红外传感器1-6和门磁传感器1-7，数据采集终端2包括主控制器2-1和第二电源2-3，以及与主控制器2-1相接的无线收发器2-2、以太网收发器2-5和存储器2-4，无线收发器2-2通过射频天线1-3与无线微控制器1-1进行无线数据通信，以太网收发器2-5上安装有以太网接口2-6。
[0030]实际使用中，晶振电路1-10可提供无线微控制器1-1的时钟频率，时钟电路1-11为每个数据配备数据采集的时间，一段时间内可通过复位电路1-9手动复位或设置自动复位。
[0031]本实施例中，还包括声光报警器，所述声光报警器与计算机4相接。
[0032]实际使用中，通过计算机4可设置各个参数的阈值范围，当接收到的大量数据中有一个出现异常时，均会通过声光报警器提示出错，促使监测人员及时处理异常。
[0033]如图1所示，本实施例中，所述数据采集终端2通过服务器3与计算机4连接。
[0034]本实施例中，所述计算机4通过千兆网线与服务器3连接，服务器3通过千兆网线与以太网接口 2-6连接。
[0035]本实施例中，所述数据采集终端2的数量为一个或多个。
[0036]本实施例中，所述无线传感器节点I的数量为多个。
[0037]需要说明的是，实验楼宇内每个实验室均安装一个无线传感器节点I采集对应安装的实验室内大型仪器设备的现场数据，高校及科研院所中存在一处或多处实验楼宇，一处或多处实验楼宇均安装数据采集终端2，通过以太网连接至服务器，实现物联网互联。
[0038]本实施例中，所述无线微控制器1-1和无线收发器2-2均为CC2430模块。
[0039]需要说明的是，CC2430模块中集成有ZIGBEE无线通信模块，无线微控制器1-1中的CC2430模块通过射频天线1-3将数据无线传输至无线收发器2-2中的CC2430模块，无线微控制器1-1和无线收发器2-2通过无线ZIGBEE数据传输。
[0040]本实施例中，所述主控制器2-1为DSP开发板或ARM开发板。
[0041 ]本实施例中，所述存储器2-4为SD卡。
[0042]本实用新型使用时，在每个实验室中的大型仪器设备上安装电流互感器1-8监测大型仪器设备是否开机，实验室内布设烟雾传感器1-4和温度传感器1-5监测大型仪器设备周围是否有险情，在电流互感器1-8周侧安装红外传感器1-6，实验室进门处安装门磁传感器1-7监测大型仪器设备周围是否有人员活动，采集的数据均使用射频天线1-3通过无线ZIGBEE的传输方式传输至该实验楼宇内的数据采集终端2，减少楼宇内的走线，布设简单灵活，数据采集终端2将采集的无线数据通过主控制器2-1汇总，依次通过以太网收发器2-5、以太网接口 2-6和千兆网线连接至服务器3，稳定可靠，计算机4可从服务器3中获取各个大型仪器设备的监测数据，并可实时查询每个大型仪器设备的考勤数据，统计机时，使用效果好。
[0043]以上，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【主权项】
1.基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:包括布设在监控室的计算机(4)、布设在实验楼宇内且与计算机(4)连接的数据采集终端(2)和安装在实验室内用于监控大型仪器设备的无线传感器节点(I)，无线传感器节点(I)与数据采集终端(2)进行无线数据通信，无线传感器节点(I)包括无线微控制器(1-1)和第一电源(1-2)，以及与无线微控制器(1-1)相接的射频天线(1-3)、复位电路(1-9)、晶振电路(1-10)和时钟电路(1-11)，无线微控制器(1-1)的输入端接有用于采集大型仪器设备工作电流的电流互感器(1-8)以及用于采集环境参数的烟雾传感器(1-4)、温度传感器(1-5)、红外传感器(1-6)和门磁传感器(1-7)，数据采集终端(2)包括主控制器(2-1)和第二电源(2-3)，以及与主控制器(2-1)相接的无线收发器(2-2)、以太网收发器(2-5)和存储器(2-4)，无线收发器(2-2)通过射频天线(1-3)与无线微控制器(1-1)进行无线数据通信，以太网收发器(2-5)上安装有以太网接口(2-6) ο2.按照权利要求1所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:还包括声光报警器，所述声光报警器与计算机(4)相接。3.按照权利要求1或2所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述数据采集终端(2)通过服务器(3)与计算机(4)连接。4.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述计算机(4)通过千兆网线与服务器(3)连接，服务器(3)通过千兆网线与以太网接口(2-6)连接。5.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述数据采集终端(2)的数量为一个或多个。6.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述无线传感器节点(I)的数量为多个。7.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述无线微控制器(1-1)和无线收发器(2-2)均为CC2430模块。8.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述主控制器(2-1)为DSP开发板或ARM开发板。9.按照权利要求3所述的基于以太网的大型仪器设备监测系统，其特征在于:所述存储器(2-4)为SD卡。
【文档编号】G08B25/10GK205508059SQ201620290276
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月8日
【发明人】唐亚鹏, 雷俊科
【申请人】西安科技大学