[實用新型]一種用于空氣質量檢測的無線傳感器網絡系統

有效

• 申請號: 201420542318.8
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN204190948U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 馬婭婕;余湧;梅志堅;趙蕾;肖凡
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李丹

技術領域

???本實用新型屬于空氣質量檢測技術領域，特別是一種用于空氣質量檢測的無線傳感器網絡系統。

背景技術

大氣環境是人類賴以生存的重要環境之一。隨著社會的快速發展，工業化和城市化進程不斷加快，大氣環境也受到了嚴重的影響。由于各種污染物的排放量增加，導致大氣中有害氣體濃度超標，對人類的生存和發展造成一定的威脅。大氣污染已經成為當下一個非常嚴峻的話題，人們開始更多地關注注空氣質量。因此，建立一個完善的大氣污染監測系統也顯得刻不容緩。

在實際監測工作中隨著監測項目的增多，監測范圍的擴大，點位的密布，人工監測已難以滿足要求。現有的大氣污染自動監測網絡基本上局限于通過電話線的點對點式的通訊，地區之間缺少利用無線網絡實現監測站間的橫向聯系，尤其是需要多部門合作解決的大氣污染問題，較少應用遠程無線技術進行解決。目前我國大氣污染自動監測系統基本上是靠引進國外技術及設備來完成的，不但價格昂貴，而且跟我國的具體實際結合不夠，尤其是在系統結構、數據采集、遠程控制與診斷方面同我們的實際要求相差甚遠。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于無線傳感器網絡的用于大氣污染物檢測的網絡系統。該系統采用了ZigBee和GPRS無線通信技術，完成大氣污染連續自動監測系統的改進，具有成本低、功耗小、無需布線、覆蓋范圍廣、采集數據量大、傳輸速率高、精確度高、實時在線監測等優點。

本實用新型解決上述問題的技術方案為：一種用于大氣污染檢測的無線傳感器網絡系統，所述傳感器網絡系統包括多個氣體傳感器采集裝置、GPRS數據傳輸裝置、ZigBee主節點和主單片機，所述氣體傳感器采集裝置和GPRS數據傳輸裝置通過ZigBee網絡連接；GPRS數據傳輸裝置和ZigBee主節點分別與主單片機通過串口連接；其特征在于，

所述氣體傳感器采集裝置包括氣體傳感器組、內置A/D轉換通道的單片機、ZigBee節點模塊和為氣體傳感器采集裝置供電的電源，其中，氣體傳感器組的輸出端依次與單片機的模擬量輸入端口相連接，單片機與ZigBee節點模塊連接。

按上述方案，所述氣體傳感器組包括SO2氣體傳感器、NO2氣體傳感器、O3氣體傳感器、CO氣體傳感器和顆粒物PM2.5傳感器。

按上述方案，所述單片機的模擬口AD0、AD1、AD2、AD3、AD4依次與SO₂氣體傳感器的模擬輸出端a0、NO₂氣體傳感器的模擬輸出端a1、O₃氣體傳感器的模擬輸出端a2、CO氣體傳感器的模擬輸出端a3、顆粒物PM2.5傳感器的模擬輸出端a4對應連接。

按上述方案，所述氣體傳感器采集裝置還包括狀態選擇撥碼開關，狀態選擇撥碼開關的端口SW0、SW1、SW2、SW3、SW4依次與單片機的數字I/O口PD2、PD3、PD4、PD5、PD6對應連接。

按上述方案，所述氣體傳感器采集裝置還包括串行時鐘芯片，串行時鐘芯片的引腳SCL1、SDA1依次與單片機的引腳PD7、PB0對應連接；

按上述方案，所述氣體傳感器采集裝置還包括EEPROM存儲芯片，EEPROM存儲芯片的引腳SCL2、SDA2依次與單片機的引腳PB1、PB2對應連接；

按上述方案，所述氣體傳感器采集裝置還包括硬件看門狗芯片，硬件看門狗芯片的引腳RES、WDT依次與單片機的引腳RESET、PB3對應連接；ZigBee節點接收并向ZigBee網絡主節點發送數據，ZigBee節點的引腳RXD、TXD依次與單片機的引腳TXD、RXD對應連接。

按上述方案，所述GPRS數據傳輸裝置由GPRS模塊、SIM卡模塊、啟動按鈕、復位按鈕、電源模塊、網絡狀態指示模塊和天線組成；其中，GPRS模塊的引腳VCC、RST、CLK、GND、DATA依次與SIM卡模塊的引腳VCC、RST、CLK、GND、DATA對應連接，GPRS模塊的引腳IGT與啟動按鈕的輸出端相連，GPRS模塊的引腳RESET與復位按鈕的輸出端相連，GPRS模塊的引腳NET與網絡狀態指示單元的輸出端NET連接，GPRS模塊通過天線連接器接口與天線連接。

按上述方案，所述主單片機為雙串口單片機，GPRS數據傳輸裝置中GPRS模塊的引腳TXD、RXD與主單片機的引腳RXD1、TXD1對應連接，ZigBee主節點的引腳TXD、RXD依次與主單片機的引腳RXD0、TXD0對應連接。

本實用新型裝置帶來的有益效果是：?