一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包含中繼路由、監(jiān)控中心和由多個傳感器節(jié)點組成的多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)量相等且一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；所述匯聚節(jié)點包含一數(shù)據(jù)分析單元和一通訊單元，所述數(shù)據(jù)分析單元對傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)按周期進(jìn)行分析，對于采集的參數(shù)值在正常范圍內(nèi)的節(jié)點，通過通訊單元控制節(jié)點減少測量頻率，對于采集的參數(shù)值超過正常范圍，則通過通訊單元控制節(jié)點增大測量頻率。能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，有效地避免節(jié)點的浪費，能夠更有效的分布節(jié)點，更準(zhǔn)確的測量節(jié)點數(shù)據(jù)。
【專利說明】
—種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，屬于環(huán)境監(jiān)測環(huán)保領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)園區(qū)的發(fā)展日成規(guī)模，帶動了我國GDP的大幅增長。但是日益加劇的環(huán)境污染與破壞也成了我們目前面臨的首要問題，無論是煤化工業(yè)園區(qū)、鋼鐵工業(yè)園區(qū)，還是一些核工業(yè)園區(qū)，園區(qū)工業(yè)往往會產(chǎn)生諸如二氧化硫、一氧化硫、溫度、濕度二氧化碳等環(huán)境因素對產(chǎn)品以及人們的生活和工作環(huán)境都有著至關(guān)重要的影響。
[0003]目前，環(huán)境變量的精確監(jiān)測與管理對于提高環(huán)境控制精度、節(jié)約能源及促進(jìn)生產(chǎn)有著重要的作用。目前我國工業(yè)園區(qū)的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)匱乏，即便是有，往往采用一些生物檢測法，布線檢測法嚴(yán)重浪費能源，由于工業(yè)園區(qū)不同位置的各項參數(shù)往往都不均勻和不同的，所以需要采集多個不同點的溫度值進(jìn)行綜合評判，目前的大多數(shù)工業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)都不能有效地覆蓋整個工業(yè)區(qū)，難以實現(xiàn)各個參數(shù)的統(tǒng)一性。
[0004]例如:專利申請?zhí)枮椤?01410317675.9 ”的一種蜂窩式無線通訊的水質(zhì)參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，包括呈蜂窩狀分布的多個信息采集終端，網(wǎng)關(guān)，WEB服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫和監(jiān)控端，所述信息采集終端將采集的多種水質(zhì)數(shù)據(jù)通過ZIGBEE網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)；所述網(wǎng)關(guān)接收并將所述水質(zhì)數(shù)據(jù)通過因特網(wǎng)協(xié)議發(fā)送給所述WEB服務(wù)器；所述WEB服務(wù)器對每個所述信息采集終端的所述水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行集中處理及分析，得到結(jié)果數(shù)據(jù)，并將所述結(jié)果數(shù)據(jù)保存至所述數(shù)據(jù)庫；所述監(jiān)控端通過因特網(wǎng)協(xié)議與所述WEB服務(wù)器通信，實時觀測所述WEB服務(wù)器中的所述結(jié)果數(shù)據(jù)。本發(fā)明采用蜂窩式采集終端、網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器三方相輔相成的系統(tǒng)架構(gòu)實現(xiàn)，可實現(xiàn)整個系統(tǒng)的運行、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、網(wǎng)頁界面顯示、客戶監(jiān)測等各個環(huán)節(jié)的簡捷性和穩(wěn)定性。該發(fā)明雖然也是利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，但是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和節(jié)約上面仍存在有待改進(jìn)的空間。
[0005]又如:申請?zhí)枮椤?01410264275.6” 一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，包括至少兩個環(huán)境監(jiān)測節(jié)點、至少兩個設(shè)備監(jiān)控節(jié)點、信息處理終端、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊和遠(yuǎn)程用戶管理端，至少兩個環(huán)境監(jiān)測節(jié)點、至少兩個設(shè)備監(jiān)控節(jié)點均與信息處理終端連接，信息處理終端與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊與遠(yuǎn)程用戶管理端通信連接，信息處理終端包括用于處理接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的第一微處理器單元、用于將第一微處理器單元處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和用戶觸摸信號輸入的TFT彩屏顯示模塊、用于與環(huán)境監(jiān)測節(jié)點和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點相互通信的第一無線通信單元、用于串口通信和燒錄程序的第一串口單元、以及第一供電單元。本發(fā)明靈活性良好、維護(hù)維修方便、擴(kuò)展功能較高、智能化程度良好。該發(fā)明雖然也是利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集監(jiān)控，但是在數(shù)據(jù)準(zhǔn)確和節(jié)約上面仍存在有待改進(jìn)的空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對【背景技術(shù)】的不足提供了一種利用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，且體積小、覆蓋面廣、功能多樣化、便捷穩(wěn)定的工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包含中繼路由、監(jiān)控中心和由多個傳感器節(jié)點組成的多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)量相等且一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的環(huán)境參數(shù)傳輸至匯聚節(jié)點，所述匯聚節(jié)點將環(huán)境參數(shù)信息匯總通過中繼路由上傳至監(jiān)控中心；所述匯聚節(jié)點包含一數(shù)據(jù)分析單元和一通訊單元，所述數(shù)據(jù)分析單元對傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)按周期進(jìn)行分析，對于采集的參數(shù)值在正常范圍內(nèi)的節(jié)點，通過通訊單元控制節(jié)點減少測量頻率，對于采集的參數(shù)值超過正常范圍，則通過通訊單元控制節(jié)點增大測量頻率。
[0008]優(yōu)選的，所述傳感器節(jié)點包含傳感器單元、微處理器單元、通信單元和供電單元；所述傳感器單元連接微處理器單元，所述微處理器單元連接通信單元，所述供電單元為傳感器單元、微處理器單元和通信單元提供所需電源。
[0009]優(yōu)選的，所述傳感器節(jié)點之間通過無線連接。
[0010]優(yōu)選的，所述傳感器單元包含溫濕度傳感器、C02濃度傳感器、CO濃度傳感器和S02濃度傳感器。
[0011]優(yōu)選的，所述微處理器單元為AT32UC3A。
[0012]優(yōu)選的，所述供電單元為可充電蓄電池。
[0013]優(yōu)選的，所述濕度傳感器為DS18B20，所述濕度傳感器為HR202，所述C02濃度傳感器為CDM416、CO濃度傳感器為C0/CF-100和S02濃度傳感器為2SH12。
[0014]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明體積小、覆蓋面廣、功能多樣化、便捷穩(wěn)定，易于操作，便于管理，能夠有效地監(jiān)測環(huán)境參數(shù)。
[0015]2、能夠?qū)鞲衅鞴?jié)點采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，有效地避免節(jié)點的浪費，能夠更有效的分布節(jié)點，更準(zhǔn)確的測量節(jié)點數(shù)據(jù)。
[0016]3、感器節(jié)點通過無線通信方式形成多跳、自組織的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，該自組網(wǎng)能力強(qiáng)，可實時同步對工業(yè)園區(qū)的監(jiān)測參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
圖2是本發(fā)明傳感器節(jié)點結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明匯聚節(jié)點結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
如圖1所示，一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包含中繼路由、監(jiān)控中心和由多個傳感器節(jié)點組成的多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)量相等且一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的環(huán)境參數(shù)傳輸至匯聚節(jié)點，所述匯聚節(jié)點將環(huán)境參數(shù)信息匯總通過中繼路由上傳至監(jiān)控中心；如圖3所示，所述匯聚節(jié)點包含一數(shù)據(jù)分析單元和一通訊單元，所述數(shù)據(jù)分析單元對傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)按周期進(jìn)行分析，對于采集的參數(shù)值在正常范圍內(nèi)的節(jié)點，通過通訊單元控制節(jié)點減少測量頻率，對于采集的參數(shù)值超過正常范圍，則通過通訊單元控制節(jié)點增大測量頻率。
[0019]如圖2所示，所述傳感器節(jié)點包含傳感器單元、微處理器單元、通信單元和供電單元；所述傳感器單元連接微處理器單元，所述微處理器單元連接通信單元，所述供電單元為傳感器單元、微處理器單元和通信單元提供所需電源。所述傳感器節(jié)點之間通過無線連接。所述傳感器單元包含溫濕度傳感器、C02濃度傳感器、CO濃度傳感器和S02濃度傳感器。所述微處理器單元為AT32UC3A。所述供電單元為可充電蓄電池。所述濕度傳感器為DS18B20，所述濕度傳感器為HR202，所述C02濃度傳感器為CDM416、CO濃度傳感器為C0/CF-100和S02濃度傳感器為2SH12。
[0020]工作時，首先通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對工業(yè)園區(qū)環(huán)境溫濕度、C02濃度、CO濃度、S02濃度進(jìn)行采集，并同時將環(huán)境參數(shù)匯聚到匯聚節(jié)點；匯聚節(jié)點對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，如果發(fā)現(xiàn)傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)多屬于正常值范圍，則此時的傳感器節(jié)點的作用不大，可以撤去，避免不必要的浪費，若發(fā)現(xiàn)測量的數(shù)據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于正常值，如果傳感器節(jié)點的數(shù)量不夠不能準(zhǔn)確的進(jìn)行測量數(shù)據(jù)，這種情況下可以通過增加傳感器節(jié)點的數(shù)量，擴(kuò)大傳感器節(jié)點的覆蓋范圍是測量的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。然后匯聚節(jié)點通過通訊單元將傳感器網(wǎng)絡(luò)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行接收、整合并通過中繼路由無線傳輸至監(jiān)控中心；監(jiān)控中心的工作人員通過數(shù)據(jù)分析處理準(zhǔn)確掌握工業(yè)園區(qū)的各項環(huán)境參數(shù)。
[0021]該系統(tǒng)涉及到的一寫具體的型號，數(shù)字式溫濕度傳感器是把溫度和濕度，通過溫、濕度敏感元件和相應(yīng)電子電路轉(zhuǎn)換成易于采集和讀取的數(shù)字信號的傳感器。本項目擬采用SHTlO傳感器來完成溫、濕度的采集。SHTlO是Sensir1n公司推出的新型集成數(shù)字式溫、濕度傳感器。該傳感器采用CMOSens專利技術(shù)生產(chǎn)，具有超小體積(表面貼裝)、響應(yīng)速度快、接口簡單、性價比高等特點，且其相對濕度和溫度的測量兼有露點輸出；功耗低，能自動休眠；長期穩(wěn)定性非常出色。
[0022]CDM4161是費加羅公司生產(chǎn)的一種C02氣體濃度測試模塊，其在空氣中對C02有很高的選擇性，C02濃度的測量范圍為400?4000 ppm，對一氧化碳和甲烷等氣體不敏感，CDM4161內(nèi)部集成的單片機(jī)可對傳感器采集到的信號處理和自動校準(zhǔn)，以使其輸出的電平值與C02氣體的濃度保持良好的線性關(guān)系.有別于固態(tài)或者液態(tài)電解質(zhì)氣體傳感器，CDM4161是利用半導(dǎo)體材料的各種化學(xué)特性將空氣中含有的特定氣體(即待測氣體)以適當(dāng)?shù)碾娦盘枡z測和定量的器件。其優(yōu)點是靈敏度高、響應(yīng)速度快、體積小、壽命長、便于集成化、智能化，同時能使檢測轉(zhuǎn)換一體化。二氧化硫濃度傳感器采用2SH12 二氧化硫半導(dǎo)體傳感器，2SH12 二氧化硫傳感器是高性能的氣體檢測傳感器，可用于對工業(yè)中S02氣體的檢測。其對二氧化硫氣體有有很好的選擇性，靈敏度很高，同時具有良好的重復(fù)性和長期的穩(wěn)定性及抗干擾，適合本系統(tǒng)的開發(fā)需求。微處理器作為整個節(jié)點的控制核心，要對來自各個方面的信息作最終的判斷和控制。我們擬采用AVR32 AT32UC3A，其低功耗的特性和豐富強(qiáng)大的處理能力十分適合本系統(tǒng)的開發(fā)。
[0023]顯然，本發(fā)明的上述實施例僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包含中繼路由、監(jiān)控中心和由多個傳感器節(jié)點組成的多個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以及與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)量相等且一一對應(yīng)的多個匯聚節(jié)點；所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將采集的環(huán)境參數(shù)傳輸至匯聚節(jié)點，所述匯聚節(jié)點將環(huán)境參數(shù)信息匯總通過中繼路由上傳至監(jiān)控中心；其特征在于:所述匯聚節(jié)點包含一數(shù)據(jù)分析單元和一通訊單元，所述數(shù)據(jù)分析單元對傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)按周期進(jìn)行分析，對于采集的參數(shù)值在正常范圍內(nèi)的節(jié)點，通過通訊單元控制節(jié)點減少測量頻率，對于采集的參數(shù)值超過正常范圍，則通過通訊單元控制節(jié)點增大測量頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器節(jié)點包含傳感器單元、微處理器單元、通信單元和供電單元；所述傳感器單元連接微處理器單元，所述微處理器單元連接通信單元，所述供電單元為傳感器單元、微處理器單元和通信單元提供所需電源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器節(jié)點之間通過無線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器單元包含溫濕度傳感器、C02濃度傳感器、CO濃度傳感器和S02濃度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述微處理器單元為AT32UC3A。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述供電單元為可充電蓄電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述工業(yè)園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述濕度傳感器為DS18B20,所述濕度傳感器為HR202，所述C02濃度傳感器為CDM416、CO濃度傳感器為CO/CF-1OO和S02濃度傳感器為2SH12。
【文檔編號】G01D21/02GK104197995SQ201410500217
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月25日
【發(fā)明者】胡曉榮, 俞娟, 胡瑜 申請人:無錫昊瑜節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司