[實用新型]一種無線環境監測系統

有效

• 申請號: 201720301542.1
• 申請日: 2017-03-27
• 公開（公告）號: CN206627155U
• 公開（公告）日: 2017-11-10
• 發明（設計）人: 方偉駿
• 申請（專利權）人: 淮安信息職業技術學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G08C17/02;H04W4/00
• 代理公司: 北京市領專知識產權代理有限公司11590
• 代理人: 林輝輪

技術領域

本實用新型涉及監測技術領域，具體的涉及一種成本低廉、配置方便的無線環境監測系統。

背景技術

隨著人們對于環境的日益關注，環境科學所涉及的范圍越來越廣。在日常生活中經常需要對環境的各種因素（包括溫度、濕度和有害氣體等）進行檢測、控制等。通過傳統方式采集環境監測的原始數據是一件很困難的工作。傳統的以微處理器為中心的數據采集系統，往往采取有線傳輸的方式進行現場數據采集。傳統的數據采集系統存在布線復雜、鋪設線路受限、穩定性差、靈敏度低等問題。

無線傳感器網絡（WSN）為各種復雜環境因素數據的獲取提供了方便。應用于環境監測的傳感器網絡，一般具有配置方便、便宜、長期不需更換電池、無需派人現場維護的優點。通過密集的節點布置，可以觀察到微觀的環境因素變化的特點和趨勢。此外，WSN還被用于自然環境中的災害預警、生態監測及特定對象的數量監測等方面。從與傳統數據采集系統對比的技術角度來看，無線傳感器網絡不論在技術上和還是實用性上都具備了傳統數據采集系統無法比擬的優勢。因此，將無線傳感網絡技術應用于環境科學和環境監測，具有十分廣闊的應用前景。

現階段，發展起來并熱門流行的短距離無線數據網絡技術分別是WiFi、藍牙技術、ZigBee、超寬帶技術(UWB)和近距離無線傳輸(NFC)技術。其中，ZigBee技術是一種近距離、低復雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術。

目前，雖然有ZigBee無線通信網絡與安卓智能終端聯合應用于環境監測中的研究出現，但是其研究不夠深化具體，且針對兩者之間難以直接連接的問題沒有提出明確的解決方案。

實用新型內容

1.要解決的技術問題

本實用新型要解決的技術問題在于提供一種無線環境監測系統，其深化研究ZigBee無線通信網絡與安卓智能終端在環境監測系統中的應用，具體提出各部分之間的通信方式，可以對不同時間、任意地點的溫度、濕度和有害氣體等環境因素進行跟蹤；具有成本低廉、配置方便、監測實時、可靠穩定、便于拓展等諸多特點和應用價值；且可通過安卓智能手機方便地對環境因素進行遠程監控，能夠滿足人們日益增長的對環境質量的關注和需求。

2.技術方案

為解決上述問題，本實用新型采取如下技術方案：

一種無線環境監測系統，其包括ZigBee無線通信網絡、上位機程序及Android APP，所述ZigBee無線通信網絡的硬件設施包括協調器及與協調器聯通的多個終端節點，所述終端節點通過驅動電路分別與環境監測傳感器、LED顯示模塊連接；所述協調器通過USB串行通信方式與上位機通信；所述上位機程序采用Socket通信技術實現與Android APP之間的通信。

進一步地，所述ZigBee的節點模塊以CC2530芯片為核心。

進一步地，所述ZigBee的拓撲結構為星型網絡拓撲結構。

具體地，所述環境監測傳感器包括溫濕度傳感器和氣體傳感器，所述LED顯示模塊包括LED顯示屏和LED燈。

進一步地，所述溫濕度傳感器采用DHT11數字溫濕度傳感器，所述氣體傳感器采用MQ-2氣體傳感器，所述LED顯示屏采用OLED顯示屏。

進一步地，所述LED燈的驅動電路采用由PWM調光的HV9910B芯片，用來控制LED燈的光強。將脈沖寬度調制PWM信號轉換為精準的恒定電流，從而驅動高功率LED燈。

具體地，所述上位機為PC機。上位機（系統服務器）對于數據傳輸速率等通信參數的要求并不高，可以使用PC機來代替。

進一步地，所述上位機通過短距離USB數據線連接實現與協調器的通信。

進一步地，所述上位機程序基于Socket通信技術通過WIFI網絡實現與Android APP的雙向通信。

3.有益效果

（1）本實用新型采用ZigBee無線組網技術，同時融合socket網絡通信技術以及Android終端應用程序設計技術，實現由ZigBee無線通信網絡、上位機程序和Android APP三部分組成和融合的環境監測系統。可以對不同時間、任意地點的溫度、濕度和有害氣體等環境因素進行跟蹤；具有成本低廉、配置方便、監測實時、可靠穩定、便于拓展等諸多特點和應用價值；且可通過安卓智能手機方便地對環境因素進行遠程監控，能夠滿足人們日益增長的對環境質量的關注和需求。