[實用新型]基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供水管道監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520976828.0
• 申請日: 2015-12-01
• 公開（公告）號: CN205142531U
• 公開（公告）日: 2016-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李娟;步賀;盧長剛;楊曉萍;孟可心;盧秋悅;呂偉力
• 申請（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號: H04W24/04
• 分類號: H04W24/04;H04W40/32;H04W76/02;H04W4/00;H04W84/18
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種供水管道泄漏監(jiān)測裝置，更確切地說，本實用新型涉及一種 基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供水管道監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水資源是關(guān)系國計民生的一項重要資源，目前全世界范圍內(nèi)對節(jié)水工作都非常重 視。我國是世界缺水大國之一，節(jié)水形勢非常嚴峻，大部分城市供水系統(tǒng)的質(zhì)量并未隨著經(jīng) 濟的快速增長而改善，而是老化度和復(fù)雜度逐年增長，狀況堪憂，據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示我國大城 市每年的水資源的漏失率普遍超過20％，為了減少漏失率，一套可靠的管道泄漏監(jiān)測裝置 是十分必要的。

目前無線管道監(jiān)測裝置大多是采用GPRS無線傳輸通信方式，直接將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)采 集節(jié)點經(jīng)由通信基站發(fā)回數(shù)據(jù)中心，它們沒有采用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有節(jié)點功率高、成本 高、需要較高的服務(wù)費用的缺點，而采用基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)監(jiān)測管道，造價 低，用電省，無需使用長距離線纜，可靠性高、服務(wù)免費。在檢測和定位方法方面一般僅監(jiān)測 壓力改變情況或在泄漏發(fā)生后采用音波檢測法，監(jiān)測的準確度和定位的精確度都難以保 證。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是克服了目前供水管道泄漏監(jiān)測裝置造價高、耗 電多、需要服務(wù)費用、泄漏點定位不準確的問題，提供了一種基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的 供水管道監(jiān)測系統(tǒng)和方法。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：所述的基于 ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的供水管道監(jiān)測系統(tǒng)包括終端節(jié)點E、路由器節(jié)點R、ZigBee-GPRS網(wǎng) 關(guān)G與數(shù)據(jù)處理中心A；

所述的終端節(jié)點E包括1號終端節(jié)點、2號終端節(jié)點、……、N號終端節(jié)點；其中：N取 大于等于1的自然數(shù)。

所述的路由器節(jié)點R包括1號路由器節(jié)點、2號路由器節(jié)點、……、M號路由器節(jié)點； 其中：M取大于等于0的整數(shù)。

終端節(jié)點E與1號路由器節(jié)點采用無線傳輸方式連接，1號路由器節(jié)點與2號路由器 節(jié)點采用無線傳輸方式連接，以此類推，(M-1)號路由器節(jié)點與M號路由器節(jié)點采用無線傳 輸方式連接；M號路由器節(jié)點與ZigBee-GPRS網(wǎng)關(guān)G采用無線傳輸方式連接，ZigBee-GPRS網(wǎng) 關(guān)G與數(shù)據(jù)處理中心A采用無線傳輸方式連接。

技術(shù)方案中所述的依次采用無線傳輸方式連接的1號路由器節(jié)點至M號路由器節(jié) 點的個數(shù)為小于等于5。

技術(shù)方案中所述的1號終端節(jié)點、2號終端節(jié)點、……、N號終端節(jié)點的結(jié)構(gòu)相同，皆 包括供電單元、壓力傳感器、聲波傳感器、pH值傳感器、壓力信號采集單元、聲波信號調(diào)理單 元、pH值信號調(diào)理單元、控制和數(shù)據(jù)處理單元、時間同步單元、ZigBee通信單元與GPS天線。 所述的供電單元輸出端和控制和數(shù)據(jù)處理單元、時間同步單元、壓力傳感器、pH值信號調(diào)理 單元與聲波信號調(diào)理單元的輸入端電連接。ZigBee通信單元的電容C371、C381的一端分別 與控制和數(shù)據(jù)處理單元中型號為CC2538的芯片U的RF_P腳、RF_N腳電連接；壓力傳感器的信 號線與壓力信號采集單元中的精密可變電阻R58的一端電連接；聲波傳感器的BNC接頭與聲 波傳感器調(diào)理單元電連接；pH值傳感器的BNC接頭與pH傳感器調(diào)理單元電連接；壓力信號采 集單元的輸出端和控制和數(shù)據(jù)處理單元中型號為CC2538的芯片U的I/O口19腳即PA3電連 接；聲波傳感器調(diào)理單元的輸出端即型號為INA128P的放大器芯片U9的6腳與控制和數(shù)據(jù)處 理單元中型號為CC2538的芯片U的I/O口20腳PA4電連接；pH值傳感器調(diào)理單元的輸出端即 型號為LM124J的四運算放大器U10A的1腳與控制和數(shù)據(jù)處理單元中型號為CC2538的芯片U 的I/O口21腳即PA5電連接；GPS天線通過SMA接口J4與時間同步單元電連接；時間同步單元 的21腳即RXD1、20腳即TXD1依次與控制和數(shù)據(jù)處理單元中型號為CC2538的芯片的17腳即 PA1、16腳即PA0電連接。