專利名稱：一種化工園區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可用于化工園區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，各地的化工園區(qū)蓬勃興起，同時(shí)產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題也越來(lái)越受到人們重視。對(duì)化工園區(qū)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有利于對(duì)環(huán)境的保護(hù)，有助于政府的統(tǒng)籌規(guī)劃。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立的。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種可采集和處理化工園區(qū)空氣中的溫度、濕度、氣壓、 叫濃度、SO2濃度、Cl2濃度等環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)體積小、成本低、功耗低，可靠性高。本實(shí)用新型具體方案為一種化工園區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括傳感器節(jié)點(diǎn)、采集基站以及監(jiān)測(cè)中心。所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)感知、處理和傳輸溫度、濕度、氣壓、叫濃度、SO1濃度、Cl2濃度等參數(shù)信息。所述傳感器節(jié)點(diǎn)電源管理模塊包括型號(hào)為JS-12V-4. 4ΑΗ的12V鋰電池，以LM2596 電壓調(diào)節(jié)器為核心的5V電壓轉(zhuǎn)換電路，以LMl 117-3. 3電壓調(diào)節(jié)器為核心的3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路，以LM1117-1. 8電壓調(diào)節(jié)器為核心1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路。鋰電池輸出電壓供給變送器， 通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成5V電源供給檢測(cè)模塊、3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路。3. 3V電源供給檢測(cè)模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路。1. 8V電源供給控制器模塊。所述傳感器節(jié)點(diǎn)控制器模塊包括型號(hào)為AT91SAM7S64的控制器?？刂破髂K連接電源模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。所述傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)模塊包括型號(hào)為PC62的溫濕度變送器、型號(hào)為MS5607的氣壓檢測(cè)芯片、型號(hào)為BG-EX- Ηβ的硫化氫濃度變送器、型號(hào)為BG-EX- SO2 二氧化硫濃度變
送器、型號(hào)為BG-EX- Cl2氯氣濃度變送器以及以LM324AN為核心的I/V轉(zhuǎn)換電路。變送器
輸入與I/V轉(zhuǎn)換電路連接；I/V轉(zhuǎn)換電路輸出與控制器AD接口連接；氣壓檢測(cè)芯片與控制器SPI接口連接。所述傳感器節(jié)點(diǎn)通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路，與控制器模塊的UART接口連接，通信模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接。所述傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括型號(hào)為AT45DB161D的Flash以及SD_CARD存儲(chǔ)，與控制器模塊SPI接口連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接。所述采集基站包括電源管理模塊、控制器模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，可與傳感器節(jié)點(diǎn)通用，基站與傳感器節(jié)點(diǎn)的不同之處是基站無(wú)需采集數(shù)據(jù)，不掛接傳感器，主要功能是處理并發(fā)送節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息。所述采集基站通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路，與控制器模塊的UART接口連接，通信模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接。通信模塊通過(guò)GPRS與監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行信息交互；通過(guò)ZigBee與傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互。所述監(jiān)測(cè)中心包括GPRS網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)中心。GPRS網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接收基站發(fā)送的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息，數(shù)據(jù)中心主要由服務(wù)器構(gòu)成，通過(guò)串口或以太網(wǎng)口與GPRS網(wǎng)關(guān)連接，服務(wù)器的應(yīng)用程序?qū)嚎s編碼的環(huán)境參數(shù)解壓縮并以實(shí)時(shí)曲線或者報(bào)表的方式顯示。此外，監(jiān)測(cè)中心還包括數(shù)據(jù)庫(kù)和監(jiān)控軟件。監(jiān)控軟件提供完整的監(jiān)控界面，實(shí)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)查詢、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警狀態(tài)指示及查詢等功能。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果(1)本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)采集多種環(huán)境參數(shù)信息；(2)采用了 ZigBee技術(shù)，與其他通信方式相比，降低了功耗、減少了成本、提高了傳輸速率、實(shí)時(shí)性更強(qiáng)；(3)設(shè)備各部件均采用符合工業(yè)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的器件，在惡劣環(huán)境下具有較強(qiáng)的適應(yīng)性；(4)傳感器節(jié)點(diǎn)、基站均充分考慮防潮、防腐、防爆、及本質(zhì)安全等因素，采用防護(hù)等級(jí)IP66、防爆等級(jí)Ex ia IICT6的設(shè)計(jì)。

[0023]圖1為本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0024]圖2為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；[0025]圖3a.3b.3c為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)電源管理模塊原理圖[0026]圖4為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)控制器模塊原理圖；[0027]圖5為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)氣體檢測(cè)模塊原理圖；[0028]圖6為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)通信模塊原理圖；[0029]圖7為本實(shí)用新型傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊原理圖；[0030]圖8為本實(shí)用新型采集基站結(jié)構(gòu)示意圖；[0031]圖9為本實(shí)用新型采集基站通信模塊原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步描述。如圖1所示，本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分為三個(gè)層次傳感器節(jié)點(diǎn)、采集基站、監(jiān)測(cè)中心。將整個(gè)化工園區(qū)分成若干子區(qū)域，各子區(qū)域傳感器節(jié)點(diǎn)采集溫度、濕度、氣壓、濃度、SO2濃度、Cl2濃度等環(huán)境參數(shù)，通過(guò)ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間信息傳遞并最終與采集基
站完成信息交互；監(jiān)測(cè)中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)采集基站連接，獲取相關(guān)子區(qū)域傳感器節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)，并進(jìn)行處理和分析，監(jiān)測(cè)化工園區(qū)的大氣環(huán)境狀況的變化。遠(yuǎn)程終端用戶通過(guò)hternet實(shí)現(xiàn)對(duì)化工園區(qū)大氣環(huán)境的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，做出判斷或決策。如圖2所示，傳感器節(jié)點(diǎn)由電源管理模塊、控制器模塊、氣體檢測(cè)模塊、通信模塊和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。傳感器節(jié)點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)的基本單元?；赯igBee技術(shù)的有毒有害氣體監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)由大量體積小、成本低，具有無(wú)線通信、數(shù)據(jù)處理功能的傳感器節(jié)點(diǎn)組成。傳感器節(jié)點(diǎn)
負(fù)責(zé)采集和處理化工園區(qū)空氣中的溫度、濕度、氣壓、Ηβ濃度、SOi濃度、Cl2濃度等參數(shù)
fn息ο如圖3a、3b、3c所示，傳感器節(jié)點(diǎn)電源管理模塊包括12V鋰電池，5V電壓轉(zhuǎn)換電路 (圖3a)，3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖:3b)，1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖3c)。12V鋰電池的型號(hào)為 JS-12V-4. 4AH，通過(guò)JP6接入5V電壓轉(zhuǎn)換電路。鋰電池正極接JP6的2引腳，負(fù)極接JP6的 1引腳。電容C13正極接JP6的2弓丨腳；負(fù)極接地。5V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖3a)的核心是型號(hào)為L(zhǎng)M2596的電壓調(diào)節(jié)器。該電壓調(diào)節(jié)器1引腳為輸入引腳，連接JP6的2引腳；2引腳為 5V電壓輸出引腳；3引腳和5引腳接地；4引腳串聯(lián)一個(gè)電感Ll連接5V電壓輸出。二極管 D3正極接地，負(fù)極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2引腳。電容C14正極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2 引腳，負(fù)極接地。5V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給檢測(cè)模塊，3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路。3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖北)的核心是型號(hào)為L(zhǎng)M1117-3. 3的電壓調(diào)節(jié)器。JP5的2引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；1引腳連接電壓調(diào)節(jié)器的1引腳。J8的3引腳連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳；1、2引腳接地。電容C3、C4的正極連接J8的3引腳，負(fù)極接地。電壓調(diào)節(jié)器2引腳接地；3引腳為 3V電壓輸出引腳。電容C2、C6正極連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳，負(fù)極接地。3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給氣壓檢測(cè)芯片、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路。 1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖3c)的核心是型號(hào)為L(zhǎng)Ml 117-1. 8的電壓調(diào)節(jié)器。電容C7、C8正極連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳，負(fù)極接地。電壓調(diào)節(jié)器1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；2引腳接地；3弓丨腳為1.8V電壓輸出引腳。電容C9、ClO連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳。1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給控制器模塊。如圖4所示，傳感器節(jié)點(diǎn)控制器模塊核心是型號(hào)為AT91SAM7S64的控制器?？刂破鞯腢ART接口 34引腳、14引腳、35引腳、11引腳與通信模塊連接?？刂破鰽D接口 3引腳、4 引腳、5引腳、9引腳、10引腳與檢測(cè)模塊連接?？刂破?引腳、18引腳、45引腳、58引腳、59 引腳與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接。控制器1引腳、8引腳、12引腳、24引腳、54引腳、64 引腳與1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接?？刂破?引腳、17引腳、46引腳、60引腳接地。電容 C5、C6、C7、C8、C9正極連接1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地。電容CIO、Cll、C12、C13、 C14、C15正極連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地。復(fù)位電路采取簡(jiǎn)單按鍵復(fù)位，控制器復(fù)位信號(hào)輸入引腳39引腳通過(guò)按鍵Sl接地，Sl按下后，給控制器復(fù)位信號(hào)，手動(dòng)復(fù)位控制器。如圖5所示，傳感器節(jié)點(diǎn)檢測(cè)模塊包括溫濕度變送器、氣壓檢測(cè)芯片、硫化氫濃度變送器、二氧化硫濃度變送器、氯氣濃度變送器以及I/V轉(zhuǎn)換電路。I/V轉(zhuǎn)換電路核心器件型號(hào)為L(zhǎng)M324AN。I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的1引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R21連接控制器9引腳；2引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R20連接溫度輸入信號(hào)Tl ；3引腳連接1引腳；4引腳連接5V轉(zhuǎn)換電壓輸出； 11引腳接地。電阻R15 —端接地，另一端連接溫度輸入信號(hào)Tl。電容C15正極接I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的2引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的7引腳串聯(lián)一個(gè)電阻RM連接控制器 10引腳；6引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R23連接濕度輸入信號(hào)T2 ；5引腳連接7引腳；4引腳連接5V 電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；11引腳接地。電阻R22 —端連接濕度輸入信號(hào)T2，另一端接地。電容 C16正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的6引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的8引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R27連接控制器3引腳；9引腳串聯(lián)一個(gè)電阻似6連接硫化氫濃度輸入信號(hào)；10引腳連接8引腳；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；11引腳接地。電阻R25 —端連接硫化氫濃度輸入信號(hào)T3，另一端接地。電容C17正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的9引腳，負(fù)極接地。 I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的14引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R30連接控制器4引腳；13引腳串聯(lián)一個(gè)電阻 R29連接二氧化硫濃度輸入信號(hào)T4 ；12引腳連接14引腳；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；11引腳接地。電阻似8—端連接二氧化硫濃度輸入信號(hào)T4，另一端接地。電容C18正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的13引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U7B的7引腳串聯(lián)一個(gè)電阻 R33連接控制器5引腳；6引腳串聯(lián)一個(gè)電阻R32連接氯氣濃度輸入信號(hào)T5 ；5引腳連接7 引腳；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；11引腳接地。電阻R31—端連接氯氣濃度輸入信號(hào)T5，另一端接地。電容C19正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U7B的6引腳，負(fù)極接地。氣壓檢測(cè)芯片型號(hào)為MS5607，1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，2、3引腳接地，4、5引腳連接控制器52引腳，6引腳連接控制器27引腳，7引腳連接控制器22引腳，8引腳連接控制器21引腳。電容C20正極接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地。溫濕度變送器型號(hào)為PC62，溫度量程-2(T+80°C，溫度精度士0. 2°C，濕度量程0-100%RH，濕度精度〈士2%RH。硫化氫濃度變
送器型號(hào)為BG-EX-孖# ,量程O-lOOPRii，精度為〈士S)。二氧化硫濃度變送器型號(hào)為
BG-EX- SO2 ,量程O-lOOPRn，精度為〈士S)。氯氣濃度變送器型號(hào)為BG-EX- Ci2 ,量程 0-20PPm，精度為〈士 2% (F. S)。如圖6所示，傳感器節(jié)點(diǎn)通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路。ZigBee模塊通過(guò)RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路和控制器連接。RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路1引腳連接電容C5正極；2引腳連接電容C8正極，C8負(fù)極連接16引腳；3引腳連接電容C5負(fù)極；4引腳連接電容C9正極；5引腳連接電容C9負(fù)極；6引腳接地； 7引腳連接RS-232接頭COMB的2引腳；8引腳連接RS-232接頭COMB的3引腳；9引腳連接控制器11引腳；10引腳連接控制器14引腳；15引腳連接電容C7正極，C7負(fù)極接地；16 引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出。電容ClO正極連接RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路16 引腳，ClO負(fù)極接地。RS-232接頭COMB的5引腳接地。如圖7所示，傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括型號(hào)為AT45DB161D的Flash以及SD_ CARD存儲(chǔ)。Flash的1引腳連接控制器22引腳；2引腳連接控制器21引腳；3、5、6引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；4引腳連接JP3的1引腳；7引腳接地；8引腳連接控制器27引腳。SD_CARD的1引腳連接JP3的3引腳；2引腳連接控制器22引腳；4引腳連接電源SD_ VDD ；5引腳連接控制器21引腳；7引腳連接控制器27引腳；8、9引腳分別串聯(lián)一個(gè)電阻R12、R13連接13引腳；3、6、12、14、15引腳接地。電阻R15 —端連接SD_CARD的1引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R16 —端連接SD_CARD的2引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R17 —端連接SD_CARD的5引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R18 —端連接SD_CARD 的7引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R14 —端連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，另一端連接電容Cll正極。電容Cll正極引出電源SD_VDD，負(fù)極接地。JP3的2引腳連接控制器觀引腳。通過(guò)JP3來(lái)選擇存儲(chǔ)方式JP3的1、2引腳連接時(shí)，選擇Flash存儲(chǔ)JP3的2、3引腳連接時(shí)，選擇SD_CARD存儲(chǔ)。如圖8所示，本實(shí)用新型采集基站包括電源管理模塊、通信模塊、控制器模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。分布在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中的采集基站用于接收子區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息，對(duì)其進(jìn)行融合處理后，經(jīng)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送至監(jiān)測(cè)中心。采集基站在整個(gè)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中充當(dāng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)和GPRS網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)。采集基站可與傳感器節(jié)點(diǎn)通用，基站與傳感器節(jié)點(diǎn)的不同之處是基站無(wú)需采集數(shù)據(jù)，不掛接傳感器，主要功能是處理并發(fā)送節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息。如圖9所示，本實(shí)用新型采集基站通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路。GPRS與ZigBee通過(guò)RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路和控制器UART 接口連接。RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路1引腳連接電容C5正極；2引腳連接電容C8正極，C8負(fù)極連接16引腳；3引腳連接電容C5負(fù)極；4引腳連接電容C9正極；5引腳連接電容C9負(fù)極；6引腳接地；7引腳連接RS-232接頭COMB的2引腳；8引腳連接RS-232接頭 COMB的3引腳；9引腳連接控制器11引腳；10引腳連接控制器14引腳；11引腳連接控制器34引腳；12引腳連接控制器35引腳；13引腳連接RS-232接頭COMA的3引腳；14引腳連接RS-232接頭COMA的2引腳；15引腳連接電容C7正極，C7負(fù)極接地；16引腳連接3. 3V 電壓轉(zhuǎn)換電路輸出。電容ClO正極連接RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路16引腳，ClO負(fù)極接地。RS-232接頭COMA和COMB的5引腳接地。本實(shí)用新型工作過(guò)程為將整個(gè)化工園區(qū)分成若干子區(qū)域，各子區(qū)域傳感器節(jié)點(diǎn)采集環(huán)境參數(shù)，通過(guò)ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間信息傳遞并最終與采集基站完成信息交互；監(jiān)測(cè)中心通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)與多個(gè)采集基站連接，獲取相關(guān)子區(qū)域傳感器節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)， 并進(jìn)行處理和分析，監(jiān)測(cè)化工園區(qū)的大氣環(huán)境狀況的變化。遠(yuǎn)程終端用戶通過(guò)hternet實(shí)現(xiàn)對(duì)化工園區(qū)大氣環(huán)境的全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，做出判斷或決策。
權(quán)利要求1. 一種化工園區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器節(jié)點(diǎn)、采集基站以及監(jiān)測(cè)中心，其特征在于所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)感知、處理和傳輸溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2濃度、Ci2濃度參數(shù)信息；所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的電源管理模塊包括型號(hào)為JS-12V-4. 4AH的12V鋰電池，以LM2596 電壓調(diào)節(jié)器為核心的5V電壓轉(zhuǎn)換電路，以LMl 117-3. 3電壓調(diào)節(jié)器為核心的3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路，以LM1117-1. 8電壓調(diào)節(jié)器為核心1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；鋰電池輸出電壓供給變送器， 通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成5V電源供給檢測(cè)模塊、3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路；3. 3V電源供給檢測(cè)模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；1. 8V電源供給控制器模塊；所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的控制器模塊包括型號(hào)為AT91SAM7S64的控制器；控制器模塊連接電源模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊；所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的檢測(cè)模塊包括型號(hào)為PC62的溫濕度變送器、型號(hào)為MS5607的氣壓檢測(cè)芯片、型號(hào)為BG-EX- H2S的硫化氫濃度變送器、型號(hào)為BG-EX- SO2 二氧化硫濃度變送器、型號(hào)為BG-EX- 012氯氣濃度變送器以及以LM324AN為核心的I/V轉(zhuǎn)換電路；變送器輸入與I/V轉(zhuǎn)換電路連接；I/V轉(zhuǎn)換電路輸出與控制器AD接口連接；氣壓檢測(cè)芯片與控制器 SPI接口連接；所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路，與控制器模塊的UART接口連接，通信模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接；所述傳感器節(jié)點(diǎn)中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊包括型號(hào)為AT45DB161D的Flash以及SD_CARD存儲(chǔ)，與控制器模塊SPI接口連接，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接；所述采集基站包括電源管理模塊、控制器模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，可與傳感器節(jié)點(diǎn)通用，采集基站處理并發(fā)送節(jié)點(diǎn)采集的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息；所述采集基站通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路， 與控制器模塊的UART接口連接，通信模塊電源端與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路連接；通信模塊通過(guò) GPRS與監(jiān)測(cè)中心進(jìn)行信息交互；通過(guò)ZigBee與傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信息交互；所述監(jiān)測(cè)中心包括GPRS網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)中心；GPRS網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)接收基站發(fā)送的環(huán)境參數(shù)和報(bào)警信息，數(shù)據(jù)中心由服務(wù)器構(gòu)成，通過(guò)串口或以太網(wǎng)口與GPRS網(wǎng)關(guān)連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種化工園區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型包括傳感器節(jié)點(diǎn)、采集基站以及監(jiān)測(cè)中心。傳感器節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測(cè)模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)感知、處理和傳輸溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2濃度、Cl2濃度等參數(shù)信息。所述采集基站包括電源管理模塊、控制器模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊。監(jiān)測(cè)中心包括GPRS網(wǎng)關(guān)和數(shù)據(jù)中心。本實(shí)用新型可實(shí)時(shí)采集多種環(huán)境參數(shù)信息。
文檔編號(hào)G01D21/02GK202133421SQ201120169339
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者吳斌, 蔣鵬, 陳蒙蒙 申請(qǐng)人:杭州電子科技大學(xué)