[發明專利]一種無線低功耗智能環境監測系統

無效

• 申請號: 201410015604.3
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103759766A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉瑞安;馮琛皓;羅晨嫻;王瀾
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 朱紅星

本申請得到天津市自然科學基金（?13JCYBJC15800?）；天津市高等學校國家級大學生創新創業訓練計劃（201310065037）基金的資助。

技術領域

本發明屬于信息數據采集與無線通信技術領域，涉及一種環境信息信號的采集及遠程無線傳輸系統，包括軟硬件平臺及其對應的監測終端與探測節點，該系統主要應用于諸多行業和領域內的環境監測遠程無線傳輸。

背景技術

在現代社會的生產生活中，對信號無線傳輸的應用需求快速增長。智能環境監測系統是將環境參數檢測傳感器現場采集到的信息通過無線的方式傳輸至監測終端，監測終端在接收到環境信息后，及時驅動觸摸液晶屏將信息顯示在其上面，便于用戶及時獲取環境信息，實現遠程監測。同時為滿足經濟和節能環保的要求，在系統的軟硬件設計時時刻考慮到了低功耗的問題。

智能環境監測系統可應用于氣象環保、煤礦工業、精準農業等領域。對于一些危險地區的智能環境監測系統，往往要求將現場實時環境信息傳輸至監測終端，例如重大自然災害現場、工廠排污監測區域等，以提高應對決策的準確性和及時性，提高工作效率。

智能環境監測系統即環境信息實時顯示與處理系統，主要有三個關鍵技術：一是環境信息采集，即數據采集；二是無線數據傳輸，即無線數據通信；三是盡可能地減少功耗，即低功耗。因此，要研制出實時、便攜和高性價比的環境監測系統，就要解決三個個主要問題：一是選用比較精密的環境檢測傳感器，在此基礎上對數據進行處理；二是高穩定度的實時高速數據通信；三是降低功耗。

當前我國大多數用戶獲取的環境數據基本上是由中國環境監測總站發出的，但由于我國人口密度較大、排放源數量多并且分散、污染物空間分布非均勻性較強，現有的設備普遍成本高，功耗大，再加上當前經濟技術條件和環境質量的客觀因素，污染監控點的布設不合理等，造成一些測控數據不具有代表性，難以真實地反映用戶周圍的環境質量。

發明內容

本發明為了解決現有技術中存在的問題，提供了一種無線的低功耗智能環境監測系統。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：

本發明的無線低功耗智能環境監測系統，包括監測終端子系統和探測節點子系統，兩個子系統之間信息的交互采用無線通信的方式進行；探測節點子系統包括一個節點主控芯片以及與節點主控芯片連接的環境監測模塊和無線發射通信模塊，環境監測模塊包括用于檢測SO₂濃度的化學氣體傳感器、檢測可吸入顆粒物濃度的DSM501傳感器、溫濕度傳感器、紫外線強度傳感器和風速傳感器；監測終端子系統包括一個終端主控芯片以及與終端主控芯片連接的無線接收通信模塊和人機交互單元，人機交互單元由電容式觸摸液晶屏和語音報警模塊組成。

節點主控芯片和終端主控芯片都采用MSP430F5438單片機。

無線發射通信模塊和無線接收通信模塊之間的通訊信號采用OOK調制方式，載波信號由基于DDS數字頻率載波的AD9854芯片產生，信號的多路傳輸采用四雙向模擬開關IC-CD4066。

無線發射通信模塊和無線接收通信模塊之間采用的通信協議為：在發送信息時，首先發送一個中斷使能脈沖，隨后發送一個16位的地址碼，接收的數據為3幀16位的數據碼。

本發明具有的優點和積極效果是：

本發明的無線低功耗智能環境監測系統，包括監測終端子系統與探測節點子系統，設計實現了環境監測系統的輕便、實時、高性價比。在有限的無線帶寬條件下實現了環境信息的遠距離傳輸，且整套系統具有輕質量、低功耗等特點，協助解決諸如重大自然災害現場、工廠排污監測區域等，用戶需及時了解實時信息的問題，以提高應對決策的準確性和及時性，提高工作效率。

附圖說明

圖1為本發明的無線低功耗智能環境監測系統的整體結構框圖；

圖2為本發明的無線低功耗智能環境監測系統軟件流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明的無線低功耗智能環境監測系統做進一步說明。下述各實施例僅用于說明本發明而并非對本發明的限制。

圖1為本發明的無線低功耗智能環境監測系統的整體結構框圖。如圖1所示，本發明的無線低功耗智能環境監測系統，包括監測終端子系統和探測節點子系統，兩個子系統之間信息的交互采用無線通信的方式進行。