專利名稱：一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)據(jù)采集儀，尤其是涉及一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀。
背景技術：
經(jīng)濟的高速發(fā)展帶來了空氣質量的不斷惡化，惡劣的空氣質量嚴重影響人們的出行、工作和身體健康。在當前，空氣質量的好壞已與人們的生活息息相關。因此，研究和開發(fā)空氣質量數(shù)據(jù)采集裝置，用于對空氣質量進行實時監(jiān)控，對于保護環(huán)境和提高人們的生活水平意義重大。目前，人們已經(jīng)采取了各種各樣的方法采集空氣質量數(shù)據(jù)，歸納起來有以下幾種第一、通過一物理或化學裝置現(xiàn)場采樣；第二、通過各種氣體傳感器采集數(shù)據(jù)并進行有線傳輸；第三、通過各種氣體傳感器及人工定期讀卡的方式完成現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集。但是實際使用過程中，上述第一種采樣方法雖然成本低，操作簡單，但需隨身攜帶且適應能力也差； 第二種與第三種采用方法主要存在以下不足首先需要建立的大量基礎設施輔助，成本較高，并且人工定期讀卡的方式很不方便，另外后兩種采樣方法主要通過采集局部的數(shù)據(jù)來了解整體的空氣質量狀況，因而存在大量的檢測盲區(qū)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其體積小、安裝及維護方便、功耗低且操作簡便、性能可靠、能對被監(jiān)測區(qū)域的空氣質量進行高質量準確監(jiān)測，在對所監(jiān)測數(shù)據(jù)進行遠程同步傳輸?shù)耐瑫r，能對各傳感器節(jié)點進行遠程參數(shù)配置且能簡便實現(xiàn)多點數(shù)據(jù)采集。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于包括布設在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個無線傳感器節(jié)點、將多個無線傳感器節(jié)點所采集數(shù)據(jù)打包后進行同步上傳的網(wǎng)關節(jié)點、對各無線傳感器節(jié)點所采集數(shù)據(jù)進行分析處理并對各無線傳感器節(jié)點的相關工作參數(shù)進行控制調整的控制器和與控制器相接的參數(shù)輸入單元，所述控制器與網(wǎng)關節(jié)點相接且通過網(wǎng)關節(jié)點與多個所述無線傳感器節(jié)點進行雙向通信；所述無線傳感器節(jié)點包括由對被監(jiān)測位置處空氣質量的相關參數(shù)進行實時檢測的多個傳感器組成的傳感器模塊、與傳感器模塊相接的處理器模塊、與處理器模塊相接且用于與鄰近無線傳感器節(jié)點進行雙向通信的短距離無線通訊模塊、與處理器模塊相接且內(nèi)部存儲有對處理器模塊進行升級處理的升級處理程序的數(shù)據(jù)存儲模塊以及分別為傳感器模塊、處理器模塊和短距離無線通訊模塊進行供電的能量供應模塊，所述能量供應模塊分別與傳感器模塊、處理器模塊和短距離無線通訊模塊相接。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是多個所述傳感器包括SA傳感器、溫度傳感器、大氣壓力傳感器、NOx傳感器、NO2傳感器和CO傳感器。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是多個所述傳感器均為模擬信號傳感器，且多個所述模擬信號傳感器均與A/D轉換電路模塊相接，所述處理器模塊上接有與A/D轉換電路模塊相接的模擬量輸入接口。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述短距離無線通訊模塊為ZigBee無線通訊模塊。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述處理器模塊為高性能AVR單片機ATMEGA1281V。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述數(shù)據(jù)存儲模塊為芯片ATD45DB041。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述ZigBee 無線通訊模塊為無線射頻收發(fā)芯片AT86RF230。上述一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征是所述能量供應模塊由供電電池和與所述供電電池相接的電壓變換電路模塊組成，所述電壓變換電路模塊為芯片MAX710。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有以下優(yōu)點1、體積小，便于布網(wǎng)，安裝維護方便且性能可靠。2、實現(xiàn)方便且數(shù)據(jù)傳輸速度快、功能完善。3、無線傳感器節(jié)點采用模塊化設計，且采用低功耗芯片，因而傳感器節(jié)點的生存期較長。4、各無線傳感器節(jié)點的自組網(wǎng)能力強，數(shù)據(jù)檢測方便且傳輸方便。5、交互性強，控制器與網(wǎng)關節(jié)點相接且通過網(wǎng)關節(jié)點與多個無線傳感器節(jié)點進行雙向通信，控制器在對所有無線傳感器節(jié)點所采集數(shù)據(jù)進行智能分析的同時，也能各傳感器節(jié)點的工作參數(shù)、性能等進行遠程控制調整，實現(xiàn)遠程參數(shù)配置的功能。6、可擴展性強，并且布網(wǎng)位置信息顯示直觀。綜上所述，本發(fā)明體積小、安裝及維護方便、功耗低且操作簡便、性能可靠、能對被監(jiān)測區(qū)域的空氣質量進行高質量準確監(jiān)測，在對所監(jiān)測數(shù)據(jù)進行遠程同步傳輸?shù)耐瑫r，能對各傳感器節(jié)點進行遠程參數(shù)配置且能簡便實現(xiàn)多點數(shù)據(jù)采集。下面通過附圖和實施例，對本發(fā)明的技術方案做進一步的詳細描述。


圖1為本發(fā)明的電路原理框圖。圖2為本發(fā)明無線傳感器節(jié)點的電路原理框圖。附圖標記說明1-無線傳感器節(jié)點；1-1-傳感器模塊； 1-11-S&傳感器；1-12-溫度傳感器；1-13-大氣壓力傳感器；1_14_N0X傳感器；1-15_而2傳感器；1-16-C0傳感器；1-17-A/D轉換電路模塊；1-2-處理器模塊；1-21-輸入/輸出接口； 1-3-短距離無線通訊模塊；1-4-能量供應模塊；1-5-數(shù)據(jù)存儲模塊； 2-網(wǎng)關節(jié)點；
3-控制器；4-參數(shù)輸入單元。
具體實施例方式如圖1、圖2所示，本發(fā)明包括布設在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個無線傳感器節(jié)點1、將多個無線傳感器節(jié)點1所采集數(shù)據(jù)打包后進行同步上傳的網(wǎng)關節(jié)點2、對各無線傳感器節(jié)點 1所采集數(shù)據(jù)進行分析處理并對各無線傳感器節(jié)點1的相關工作參數(shù)進行控制調整的控制器3和與控制器3相接的參數(shù)輸入單元4，所述控制器3與網(wǎng)關節(jié)點2相接且通過網(wǎng)關節(jié)點 2與多個所述無線傳感器節(jié)點1進行雙向通信。所述無線傳感器節(jié)點1包括由對被監(jiān)測位置處空氣質量的相關參數(shù)進行實時檢測的多個傳感器組成的傳感器模塊1-1、與傳感器模塊1-1相接的處理器模塊1-2、與處理器模塊1-2相接且用于與鄰近無線傳感器節(jié)點1進行雙向通信的短距離無線通訊模塊1-3、與處理器模塊1-2相接且內(nèi)部存儲有對處理器模塊 1-2進行升級處理的升級處理程序的數(shù)據(jù)存儲模塊1-5以及分別為傳感器模塊1-1、處理器模塊1-2和短距離無線通訊模塊1-3進行供電的能量供應模塊1-4，所述能量供應模塊1-4 分別與傳感器模塊1-1、處理器模塊1-2和短距離無線通訊模塊1-3相接。本實施例中，多個所述傳感器包括SO2傳感器1-11、溫度傳感器1-12、大氣壓力傳感器1-13、NOx傳感器1-14(氮氧化物化學傳感器)、NO2傳感器1_15和CO傳感器1_16。 實際使用過程中，可以根據(jù)實際需要，對多個所述傳感器的數(shù)量與類型進行相應調整。同時考慮到節(jié)能問題，所選用的元件均為低功耗類型，且各傳感器均帶有SLEEP模式。多個所述傳感器均為模擬信號傳感器，且多個所述模擬信號傳感器均與A/D轉換電路模塊1-17相接，所述處理器模塊1-2上接有與A/D轉換電路模塊1-17相接的輸入/ 輸出接口 1-21。本實施例中，所述處理器模塊1-2為高性能AVR單片機ATMEGA1281V，所述數(shù)據(jù)存儲模塊1-5為芯片ATD45DB041，所述短距離無線通訊模塊1_3為ZigBee無線通訊模塊，并且所述ZigBee無線通訊模塊為無線射頻收發(fā)芯片AT86RF230。所述能量供應模塊1_4由供電電池和與所述供電電池相接的電壓變換電路模塊組成，所述電壓變換電路模塊為芯片 MAX710。實際使用過程中，控制器3先通過網(wǎng)關節(jié)點2向多個無線傳感器節(jié)點1發(fā)送控制指令并激活所有無線傳感器節(jié)點1，使得各無線傳感器節(jié)點1中的所有傳感器均進入工作狀態(tài)；各無線傳感器節(jié)點1中的所有傳感器按照協(xié)商確定的數(shù)據(jù)采集周期，定期進行數(shù)據(jù)采集，并將所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送至處理器模塊1-2 ；處理器模塊1-2依據(jù)事先制定的程序將所有傳感器上傳的數(shù)據(jù)進行解析并分組發(fā)布；短距離無線通訊模塊1-3將處理器模塊 1-2所接收到的數(shù)據(jù)基于ZigBee協(xié)議進行短距離、低功耗無線傳輸并發(fā)送至控制器3。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構變化，均仍屬于本發(fā)明技術方案的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于包括布設在被監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個無線傳感器節(jié)點(1)、將多個無線傳感器節(jié)點(1)所采集數(shù)據(jù)打包后進行同步上傳的網(wǎng)關節(jié)點O)、對各無線傳感器節(jié)點(1)所采集數(shù)據(jù)進行分析處理并對各無線傳感器節(jié)點⑴的相關工作參數(shù)進行控制調整的控制器⑶和與控制器⑶相接的參數(shù)輸入單元G)，所述控制器C3)與網(wǎng)關節(jié)點( 相接且通過網(wǎng)關節(jié)點( 與多個所述無線傳感器節(jié)點(1)進行雙向通信；所述無線傳感器節(jié)點(1)包括由對被監(jiān)測位置處空氣質量的相關參數(shù)進行實時檢測的多個傳感器組成的傳感器模塊(1-1)、與傳感器模塊(1-1)相接的處理器模塊(1-2)、與處理器模塊(1- 相接且用于與鄰近無線傳感器節(jié)點(1)進行雙向通信的短距離無線通訊模塊(1-3)、與處理器模塊(1- 相接且內(nèi)部存儲有對處理器模塊 (1-2)進行升級處理的升級處理程序的數(shù)據(jù)存儲模塊(1- 以及分別為傳感器模塊(1-1)、 處理器模塊(1-2)和短距離無線通訊模塊(1-3)進行供電的能量供應模塊(1-4)，所述能量供應模塊(1-4)分別與傳感器模塊(1-1)、處理器模塊(1-2)和短距離無線通訊模塊(1-3) 相接。
2.按照權利要求1所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于多個所述傳感器包括SO2傳感器(1-11)、溫度傳感器(1-12)、大氣壓力傳感器 (1-13)、NOx 傳感器(1-14)、NO2 傳感器(1_15)和 CO 傳感器(1_16)。
3.按照權利要求1或2所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于多個所述傳感器均為模擬信號傳感器，且多個所述模擬信號傳感器均與A/D轉換電路模塊(1-17)相接，所述處理器模塊(1-2)上接有與A/D轉換電路模塊(1-17)相接的輸入/輸出接口(1-21)。
4.按照權利要求1或2所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所述短距離無線通訊模塊(1-3)為ZigBee無線通訊模塊。
5.按照權利要求1或2所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所述處理器模塊(1-2)為高性能AVR單片機ATMEGA1281V。
6.按照權利要求5所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所述數(shù)據(jù)存儲模塊(1-5)為芯片ATD45DB041。
7.按照權利要求4所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所述ZigBee無線通訊模塊為無線射頻收發(fā)芯片AT86RF230。
8.按照權利要求5所述的一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀，其特征在于所述能量供應模塊(1-4)由供電電池和與所述供電電池相接的電壓變換電路模塊組成，所述電壓變換電路模塊為芯片MAX710。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種具有遠程參數(shù)配置功能的空氣質量數(shù)據(jù)采集儀包括多個無線傳感器節(jié)點、網(wǎng)關節(jié)點、對各無線傳感器節(jié)點所采集數(shù)據(jù)進行處理并對各無線傳感器節(jié)點的相關工作參數(shù)進行控制調整的控制器和參數(shù)輸入單元，控制器與網(wǎng)關節(jié)點相接且通過網(wǎng)關節(jié)點與多個無線傳感器節(jié)點進行雙向通信；無線傳感器節(jié)點包括傳感器模塊、處理器模塊、短距離無線通訊模塊、內(nèi)部存儲有對處理器模塊進行升級處理的升級處理程序的數(shù)據(jù)存儲模塊和能量供應模塊。本發(fā)明體積小、安裝維護方便、功耗低且操作簡便、性能可靠、能對被監(jiān)測區(qū)域空氣質量進行準確監(jiān)測，在對所監(jiān)測數(shù)據(jù)進行遠程同步傳輸?shù)耐瑫r，對各傳感器節(jié)點進行遠程參數(shù)配置且能簡便實現(xiàn)多點數(shù)據(jù)采集。
文檔編號G08C17/02GK102539627SQ20101059640
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月18日 優(yōu)先權日2010年12月18日
發(fā)明者吳曉華, 陳學鋒, 高濤 申請人:西安迅騰科技有限責任公司