專利名稱：一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及ー種設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及ー種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度的在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤礦選煤廠車間各種旋轉(zhuǎn)機械大型設(shè)備長期處于高溫、潮濕、煤粉塵、噪聲和沖刷機器弱腐蝕性水流的惡劣環(huán)境中，這些特殊場合的惡劣生產(chǎn)條件時刻考驗著設(shè)備的正常運行和廠區(qū)員エ的安全生產(chǎn)。旋轉(zhuǎn)機械的正常運轉(zhuǎn)關(guān)乎整個煤礦的經(jīng)濟和人員安全，廠區(qū)設(shè)備需要有一套自動化監(jiān)控系統(tǒng)來保障。針對廠區(qū)設(shè)備工作環(huán)境惡劣，現(xiàn)場設(shè)備跨樓層大空間位置布置和現(xiàn)場環(huán)境復雜不 宣布線的特點，急需布置一套可穩(wěn)定運行于復雜惡劣環(huán)境，系統(tǒng)布置簡單，操作方便和可集中于調(diào)度室監(jiān)控的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)。本實用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，它包括紅外溫度傳感器、防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器、上位機監(jiān)測服務(wù)器和客戶端等；其中，所述上位機監(jiān)測服務(wù)器與若干防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器無線通信，每個防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監(jiān)測服務(wù)器通過Internet 連接。進ー步地，所述防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管、電源模塊、天線和防爆箱等；所述數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管和電源模塊均置于防爆箱內(nèi)，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板和溫度顯示數(shù)碼管均與電源模塊相連，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板與溫度顯示數(shù)碼管相連。進ー步地，所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。進ー步地，所述數(shù)據(jù)收發(fā)核心板包括MCU微處理器、穩(wěn)壓模塊、繼電器、數(shù)碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊等；所述繼電器與穩(wěn)壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩(wěn)壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數(shù)碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。本實用新型具有的有益效果是I、可以實現(xiàn)通過電腦以登錄網(wǎng)頁的方式遠程實時查看整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，了解系統(tǒng)運行情況；2、可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)的保存和查詢，在出現(xiàn)潛在故障或故障趨勢的時候?qū)v史數(shù)據(jù)進行分析比對，及早發(fā)現(xiàn)、排除故障，以及后期對歷史數(shù)據(jù)的分析歸納實施故障診斷；[0012]3、可以減輕巡檢工人的工作量，既可以在監(jiān)控室直接觀察系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)，也可以在巡檢時候直接觀察位于防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器上的面板來了解各個監(jiān)測點的情況。

圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實用新型的無線數(shù)據(jù)收發(fā)器結(jié)構(gòu)圖；圖3是的數(shù)據(jù)收發(fā)器核心板模塊圖；圖4為系統(tǒng)的軟件框圖；圖5是WEB網(wǎng)站功能模塊圖。
具體實施方式
如圖I所示，描述了本實用新型的整體結(jié)構(gòu)組成。該系統(tǒng)包括紅外溫度傳感器、防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器、上位機監(jiān)測服務(wù)器和客戶端；其中，上位機監(jiān)測服務(wù)器與若干防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器無線通信，每個防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監(jiān)測服務(wù)器通過Internet連接。每臺待監(jiān)測設(shè)備上的多個紅外溫度傳感器實時采集設(shè)備溫度，由該設(shè)備旁的防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器處理和打包后無線發(fā)送，經(jīng)多臺防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器中繼無線數(shù)據(jù)包，最終所有機械設(shè)備的溫度數(shù)據(jù)實時傳輸至上位機監(jiān)測服務(wù)器，方便工作人員在辦公室通過客戶端(可以由普通計算機、手機或任何可以上網(wǎng)的設(shè)備實現(xiàn))訪問上位機監(jiān)測服務(wù)器查看整個廠區(qū)設(shè)備溫度情況，從監(jiān)控頁面中及時處理設(shè)備異常和設(shè)備報警，保證選煤廠的高效和安全生產(chǎn)。防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器用于完成和傳感器的集成通訊，實現(xiàn)信號的濾波與調(diào)制，實現(xiàn)防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器對環(huán)境干擾的抵抗能力。傳感器數(shù)據(jù)通過防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器無線多跳最終傳輸至上位機監(jiān)測服務(wù)器。如圖2所示，防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管、電源模塊、天線和防爆箱。數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管和電源模塊均置于防爆箱內(nèi)，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板和溫度顯示數(shù)碼管均與電源模塊相連，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板與溫度顯示數(shù)碼管相連。 所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。如圖3所示，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板包括MCU微處理器、穩(wěn)壓模塊、繼電器、數(shù)碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊。繼電器與穩(wěn)壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩(wěn)壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數(shù)碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。MCU微處理器可以采用Atmegal28L產(chǎn)品，它接收紅外溫度傳感器發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后發(fā)送到RF射頻模塊。RF射頻模塊可以采用CC2420產(chǎn)品，它將數(shù)據(jù)進行變換，擴頻，調(diào)制后，以2. 4G的頻率發(fā)送出去。繼電器可以達到人為控制防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器的重啟，使防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器能準確運行。時鐘模塊使防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器運行的時間更加精確，也可以人為設(shè)定時間來控制防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器工作。MCU微處理器對RF射頻模塊、繼電器、多路選擇器、存儲器和時鐘模塊進行控制和影響。MCU微處理器如果識別到在一定周期內(nèi)沒有收到數(shù)據(jù)包或者一定周期內(nèi)數(shù)據(jù)包發(fā)送不出去，就控制繼電器重啟，從而恢復整個核心板的正常工作。MCU微處理器控制RF射頻模塊進行周期性的數(shù)據(jù)發(fā)送;MCU微處理器控制多路選擇器來實現(xiàn)輪流接收傳感器的數(shù)據(jù)；MCU微處理器控制存儲器來存儲ー些常量和RF射頻的緩存數(shù)據(jù)；MCU微處理器控制時鐘模塊來實現(xiàn)更精確的周期控制。圖4為系統(tǒng)的軟件框圖。上位機監(jiān)測服務(wù)器的內(nèi)部軟件主要包括兩大部分，一部分是后臺的數(shù)據(jù)管理程序，另一部分是前臺的WEB網(wǎng)站。后臺數(shù)據(jù)管理程序主要包括兩大部分功能，一部分是串口數(shù)據(jù)的讀取，另一部分是后臺數(shù)據(jù)庫的管理。該客戶端一個線程定時從串ロ讀取一次數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過解析、計算，顯示在客戶端的表格中；另ー個線程每隔一段時間寫入一次數(shù)據(jù)到數(shù)據(jù)庫。前臺的WEB網(wǎng)站為用戶提供了方便的可視化監(jiān)控界面，用戶只需通過瀏覽器即可訪問當前的系統(tǒng)狀態(tài)，無需安裝任何客戶端軟件。如圖5所示，為WEB網(wǎng)站功能模塊圖，WEB網(wǎng)站主要包含系統(tǒng)首頁模塊、設(shè)備參數(shù) 模塊、用戶管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、檢測曲線模塊、數(shù)據(jù)統(tǒng)計模塊。具體如下(I)首先在瀏覽器中輸入服務(wù)器地址，進入網(wǎng)站登錄頁面，輸入用戶名和密碼，驗證成功后即可登錄網(wǎng)站首頁?？梢郧宄庇^地看到各臺設(shè)備的監(jiān)測點溫度及狀態(tài)。同時移動鼠標到設(shè)備號上面，可以顯示該設(shè)備的相關(guān)信息，如名稱、位置、狀態(tài)及備注等；移動鼠標到溫度點上面，可以顯示該監(jiān)測點的編號、位置、狀態(tài)、更新時間及備注等相關(guān)信息。除此之夕卜，用不用顔色表示不同的狀態(tài)，淺藍表示正常，灰色表示通信故障，黃色表示傳感器異常，橙色表示監(jiān)測點溫度已超過60°C，紅色表示監(jiān)測點溫度超過100°C。(2)設(shè)備參數(shù)頁面該頁主要包括兩張表，設(shè)備信息表和監(jiān)測點信息表。設(shè)備信息表主要包括了設(shè)備編號、設(shè)備名稱、規(guī)格型號、安裝地點、工作狀態(tài)、制造廠家及備注等相關(guān)信息；監(jiān)測點信息表主要包含了編號、監(jiān)測類型、設(shè)備編號、監(jiān)測點位置、狀態(tài)、當前溫度、更新時間及備注相關(guān)信息。點擊設(shè)備信息表的篩選鏈接，可以在下面的監(jiān)測點信息表中篩選出該設(shè)備的所有監(jiān)測點，便于直觀的查看。點擊設(shè)備監(jiān)測點信息表中的詳細鏈接，可以查看該監(jiān)測點的變化曲線。(3)用戶管理頁面該頁只允許管理員進入，普通用戶沒有權(quán)限進入該頁面。管理員進入該頁面后，可以進行普通用戶的新增、刪除、重置密碼等操作。在執(zhí)行刪除操作吋，為防止錯誤刪除用戶，在刪除前需要輸入管理員密碼才能刪除。如果普通用戶忘記密碼，可以向管理員申請重置密碼。管理員可以在該頁的右邊新增普通用戶。(4)數(shù)據(jù)庫管理頁面該頁面只允許管理員進入，普通用戶無權(quán)進入該頁面。進入后，管理員可以查看、新增、編輯、刪除數(shù)據(jù)庫。一般情況下，請謹慎操作，防止系統(tǒng)崩潰。(5)監(jiān)測曲線頁面該頁面可以查看設(shè)備上安裝監(jiān)測點的溫度變化曲線。點擊左邊的監(jiān)測設(shè)備選擇列表，可以選擇監(jiān)測設(shè)備，并查看該設(shè)備的所有監(jiān)測點曲線。顯示周期選擇可以選擇最近ー小時，最近三小時，最近六小時和最近一天的監(jiān)測曲線。同時可以時間范圍選擇里查看固定時間段的溫度變化曲線。(6)數(shù)據(jù)統(tǒng)計頁面該頁面方便維護維護人員查看監(jiān)測防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器的無線通信情況，包括各個防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器的收包數(shù)、丟包數(shù)、總包數(shù)、丟包率等。
權(quán)利要求1.ー種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，它包括紅外溫度傳感器、防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器、上位機監(jiān)測服務(wù)器和客戶端；其中，所述上位機監(jiān)測服務(wù)器與若干防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器無線通信，每個防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)采集器與若干紅外溫度傳感器無線通信，客戶端和上位機監(jiān)測服務(wù)器通過Internet連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器包括數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管、電源模塊、天線和防爆箱；所述數(shù)據(jù)收發(fā)核心板、溫度顯示數(shù)碼管和電源模塊均置于防爆箱內(nèi)，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板和溫度顯示數(shù)碼管均與電源模塊相連，數(shù)據(jù)收發(fā)核心板與溫度顯示數(shù)碼管相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊由適配器和蓄電池相連組成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)收發(fā)核心板包括MCU微處理器、穩(wěn)壓模塊、繼電器、數(shù)碼管、多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和RF射頻模塊；所述繼電器與穩(wěn)壓模塊相連，MCU微處理器和RF射頻模塊分別與穩(wěn)壓模塊相連，多路選擇器、存儲器、時鐘模塊和數(shù)碼管分別與MCU微處理器相連，MCU微處理器與繼電器相連。
專利摘要本實用新型公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備溫度監(jiān)測系統(tǒng)，通過在選煤廠主要設(shè)備的關(guān)鍵部位安裝傳感器測量設(shè)備運行狀態(tài)的關(guān)鍵參數(shù)，傳感器將測得信號傳送到對應的無線防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，多個防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器組成一個無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，將所有傳感器的數(shù)據(jù)收集到位于監(jiān)控室的數(shù)據(jù)服務(wù)器進行存儲，并通過web服務(wù)器進行發(fā)布；本實用新型可以遠程監(jiān)控整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，并且可以實現(xiàn)對整個系統(tǒng)運行狀態(tài)歷史數(shù)據(jù)的保存和查詢，在出現(xiàn)潛在故障或故障趨勢的時候?qū)v史數(shù)據(jù)進行分析，及早發(fā)現(xiàn)、排除故障；此外，還可以減輕巡檢工人的工作量，既可以在監(jiān)控室查看系統(tǒng)狀態(tài)，也可以在巡檢時候直接觀察防爆無線數(shù)據(jù)收發(fā)器上的面板了解監(jiān)測點情況。
文檔編號G08C23/04GK202422394SQ20112055791
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者孫優(yōu)賢, 張帆, 李灝, 江發(fā)昌, 王杰, 陳積明 申請人:浙江大學