一種無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及無線監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]通常情況下，監(jiān)測系統(tǒng)需要完成多個監(jiān)控區(qū)間的各種傳感量的數(shù)據(jù)采集與后期處理，具有監(jiān)測點數(shù)量較大、傳感量種類較多、噪聲干擾較強等特點，對通信系統(tǒng)安全性、數(shù)據(jù)傳輸可靠性、抗干擾能力等都提出了很高要求，如果采用傳統(tǒng)的有線傳輸技術(shù)，易帶來布線復雜、擴展性差等弊端，進而影響整個系統(tǒng)的監(jiān)測性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種實時穩(wěn)定、傳輸安全可靠、功耗低、成本低、擴展性強的無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型可以通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
[0005]—種無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)，包括若干個終端模塊、一個協(xié)調(diào)器模塊和服務(wù)器，所述終端模塊包括信號采集電路、第一微處理器單元和第一 Zigbee無線模塊，所述信號采集電路將采集到的信號發(fā)送到第一微處理器單元，所述第一微處理器單元輸出信號到第一Zigbee無線模塊；所述協(xié)調(diào)器模塊包括第二 Zigbee無線模塊、第二微處理器單元和以太網(wǎng)接口模塊，所述第一 Zigbee無線模塊與第二 Zigbee無線模塊無線連接，所述第二 Zigbee無線模塊接收第一 Zigbee無線模塊發(fā)來的信號并輸出到第二微處理器單元，所述第二微處理器單元輸出信號到以太網(wǎng)接口模塊，所述以太網(wǎng)接口模塊把信號傳送到服務(wù)器。作為Zigbee終端的若干個第一 Zigbee無線模塊和作為Zigbee協(xié)調(diào)器的一個第二 Zigbee無線模塊組成Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，Zigbee協(xié)調(diào)器起到網(wǎng)關(guān)的作用，Zigbee終端起到信息采集與傳輸作用。Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通過協(xié)調(diào)器模塊的以太網(wǎng)接口模塊實現(xiàn)與服務(wù)器的雙向數(shù)據(jù)交換。
[0006]進一步的，所述無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)還包括客戶端，所述客戶端與服務(wù)器連接，用于實時顯示無線監(jiān)測狀況。
[0007]進一步的，所述信號采集電路包括溫度采集電路、濕度采集電路、煙霧采集電路、熱釋紅外采集電路、聲音采集電路和預(yù)留采集端口，上述所有信號采集電路組成了多傳感量采集電路網(wǎng)絡(luò)，通過對多種數(shù)據(jù)進行信息融合來實現(xiàn)對多傳感量的監(jiān)測與控制。預(yù)留采集端口包括本系統(tǒng)需要擴展的傳感器(如超聲波傳感器、激光傳感器、顏色傳感器、姿態(tài)傳感器等)及其外圍電路，擴展性強。
[0008]進一步的，所述溫度采集電路、濕度采集電路、煙霧采集電路、熱釋紅外采集電路、聲音采集電路分別包括溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器、麥克風及其外圍電路。
[0009]進一步的，所述第一微處理器單元和第二微處理器單元均包括用于數(shù)據(jù)采集和處理的單片機及其外圍接口電路。
[0010]進一步的，所述以太網(wǎng)接口模塊包括用于數(shù)據(jù)通信的以太網(wǎng)收發(fā)芯片、RJ5網(wǎng)絡(luò)接口及其外圍電路，所述以太網(wǎng)收發(fā)芯片與RJ5網(wǎng)絡(luò)接口連接，所述以太網(wǎng)收發(fā)芯片與第二微處理器單元的單片機連接，所述RJ5網(wǎng)絡(luò)接口通過網(wǎng)線與服務(wù)器連接。
[0011]進一步的，所述第一 Zigbee無線模塊和第二 Zigbee無線模塊均包括用于數(shù)據(jù)通信的射頻單片機及其外圍電路，所述第一 Zigbee無線模塊的射頻單片機與第一微處理器單元的單片機連接，所述第二 Zigbee無線模塊的射頻單片機與第二微處理器單元的單片機連接。
[0012]進一步的，服務(wù)器包括工控機主機和液晶顯示器。
[0013]進一步的，所述終端模塊還包括用于提示工作狀態(tài)的第一工作狀態(tài)指示模塊，所述協(xié)調(diào)器模塊還包括用于提示工作狀態(tài)的第二工作狀態(tài)指示模塊。
[0014]進一步的，所述第一工作狀態(tài)指示模塊和第二工作狀態(tài)指示模塊均包括發(fā)光二極管及其外圍電路。
[0015]本實用新型對數(shù)據(jù)處理后，易于獲得以下信息:
[0016](I)通過溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器、熱釋紅外傳感器分別進行實時監(jiān)控現(xiàn)場的溫度、濕度、煙霧濃度及人員情況；
[0017](2)綜合考慮溫度傳感器、濕度傳感器、煙霧傳感器三種監(jiān)測方法的判定結(jié)果，通過多傳感器信息融合進行監(jiān)控現(xiàn)場異常情況的自動檢測；
[0018](3)若監(jiān)測數(shù)據(jù)存在異常情況，則及時將監(jiān)測結(jié)果傳回中控室，同時在監(jiān)控現(xiàn)場拉響警報；
[0019](4)將監(jiān)控現(xiàn)場的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，以供管理者事后查閱、統(tǒng)計分析及決策使用。
[0020]本實用新型通過若干個終端模塊和一個協(xié)調(diào)器模塊組成Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，各個終端模塊的傳感器信息通過Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，從而實現(xiàn)大型監(jiān)控場景的在線監(jiān)測，具有數(shù)據(jù)傳輸實時穩(wěn)定、傳輸安全可靠、功耗低、成本低、擴展性強的優(yōu)點，同時解決了傳統(tǒng)布線復雜的問題。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:1-終端模塊、11-信號采集電路、12-第一微處理器單元、13-第一 Zigbee無線模塊、2-協(xié)調(diào)器模塊、21-第二 Zigbee無線模塊、22-第二微處理器單元、23-以太網(wǎng)接口模塊、3-服務(wù)器、4-客戶端。
【具體實施方式】
[0023]下面將結(jié)合附圖以及【具體實施方式】對本實用新型作進一步的說明:
[0024]如圖1所示，本實用新型的無線多傳感監(jiān)控系統(tǒng)，主要包括若干個終端模塊1、一個協(xié)調(diào)器模塊2、服務(wù)器3和客戶端4。終端模塊I包括信號采集電路11、第一微處理器單元12和第一 Zigbee無線模塊13。具體的，信號采集電路11與第一微處理器單元12連接，第一微處理器單元12與第一 Zigbee無線模塊13連接；信號采集電路11將采集到的信號發(fā)送到第一微處理器單元12，第一微處理器單元12輸出信號到第一 Zigbee無線模塊13。協(xié)調(diào)器模塊2包括第二 Zigbee無線模塊21、第二微處理器單元22和以太網(wǎng)接口模塊23。第一 Zigbee無線模塊13作為Zigbee終端，第二 Zigbee無線模塊21作為Zigbee協(xié)調(diào)器，若干個Zigbee終端與一個Zigbee協(xié)調(diào)器組成Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)，第一 Zigbee無線模塊13與第二 Zigbee無線模塊21進行無線通信。第二 Zigbee無線模塊21接收第一 Zigbee無線模塊13發(fā)來的信號并輸出到第二微處理器單元22，第二微處理器單元22輸出信號到以太網(wǎng)接口模塊23，以太網(wǎng)接口模塊23把信號傳送到服務(wù)器3?？蛻舳?與服務(wù)器3通過有線或無線連接，接收來自服務(wù)器3的監(jiān)測信號。在這個信號傳輸過程中，Zigbee協(xié)調(diào)器起到網(wǎng)關(guān)的作用，Zigbee終端起到信息采集與傳輸作用。Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)通過協(xié)調(diào)器模塊2的以太網(wǎng)接口模塊23實現(xiàn)與服務(wù)器3的雙向數(shù)據(jù)交換。
[0025]優(yōu)選的，信號采集電路11包括溫度采集電路、濕度采集電路、煙霧采集電路、熱釋紅外采集電路、聲音采集電路和預(yù)留采集端口，上述所有信號采集電路組成了多傳感量采集電路網(wǎng)絡(luò)，通過對多種數(shù)據(jù)進行信息融合來實現(xiàn)對多傳感量的監(jiān)測與控制。預(yù)留采集端口支持SP1、USART, I2C等常用通訊協(xié)議，容易兼容各種傳感量采集模塊，例如超聲波傳感器、激光傳感器、顏色傳感器、姿態(tài)傳感器等，擴展性強。
[0026]優(yōu)選的，溫度采集電路、濕度采集電路、煙霧采集電路、熱釋紅外采集電路、聲音采集電路分別包括溫度傳感器DS18B20、濕度傳感器DHT11、煙霧傳感器MQ-2、熱釋紅外傳感器HC-SR501、麥克風及其外圍電路。聲音采集電路采用一體化語音識別模塊LD3320，LD3320內(nèi)嵌了一個STC單片機、麥克風及其他外圍電路，采用串口通信方式與第一微處理器單元12進行數(shù)據(jù)交換，以方便后期開發(fā)且易于操作。
[0027]優(yōu)選的，第一微處理器單元12和第二微處理器單元22均包括用于數(shù)據(jù)采集和處理的單片機STM32F103及其外圍接口電路。STM32F103芯片具有功耗低、性能高、價格低等優(yōu)點，使在進行各種傳感器數(shù)據(jù)采集及多傳感量信息融合時，運算速度快、實時性好，適用于各種大型場所的監(jiān)控。外圍電路主要包括時鐘模塊、電源模塊、系統(tǒng)復位模塊、Mini USB模塊等。其中電源模塊有多種供電方式，包括電源插座供電、電池供電、USB接口直接供電等，再用三端穩(wěn)壓集成電路LM7805將輸入的直流電壓降至5V，最后使用低漏失電壓調(diào)整器LMl 117把5V降壓至3V3，分別給予相應(yīng)傳感器和主控單片機