專利名稱：基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
Zigbee是部署無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的新技術(shù)。它是一種短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，是一種介于無線標(biāo)記技術(shù)和BlueTooth (藍(lán)牙)之間的技術(shù)提案。在標(biāo)準(zhǔn)林立的短距離無線通信領(lǐng)域，可以說，Zigbee的快速發(fā)展是令人始料不及的，可以毫不夸張地說“在未來的數(shù)年內(nèi)，從家用電器到玩具、從工廠控制到汽車控制，ZigBee技術(shù)將走入我們生活的方方面
面?！?br> 潔凈大氣是人類賴于生存的必要條件之一，一個(gè)人在五個(gè)星期內(nèi)不吃飯或5天內(nèi)不喝水，尚能維持生命，但超過5分鐘不呼吸空氣，便會(huì)死亡，人體每天需要吸入10 — 12立方米的空氣。大氣有一定的自我凈化能力，因自然過程等進(jìn)入大氣的污染物，由大氣自我凈化過程從大氣移除，從而維持潔凈大氣。但是，隨著工業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)的不斷發(fā)展，大量的有害物質(zhì)被排放到空氣中，改變了空氣的正常組成，使空氣質(zhì)量變壞。當(dāng)我們生活在受到污染的空氣之中健康就會(huì)受到影響。因此對(duì)城市空氣質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測以便進(jìn)一步管理便勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明采用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)低成本、低功耗和低速率的無線通信。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括GPRS模塊、監(jiān)測器模塊、第一ZigBee無線通信模塊、監(jiān)控終端，所述的GPRS模塊與監(jiān)控終端連接；
所述的監(jiān)控終端用于空氣質(zhì)量信息的處理；所述的GPRS模塊與監(jiān)控終端相連接，用于無線信息的接收與發(fā)送；
所述的監(jiān)測器模塊用于無線終端信息的整合與協(xié)調(diào)并通過GPRS發(fā)送給監(jiān)控終端。本發(fā)明的第一優(yōu)選方案為，其特征在于GPRS模塊包括Q2403。本發(fā)明的第二優(yōu)選方案為，其特征在于監(jiān)測器模塊包括MC9S08GB60微處理器， 第二 ZigBee無線通信模塊，GPRS模塊。本發(fā)明的第三優(yōu)選方案為，其特征在于所述的第一 ZigBee無線通信模塊包括芯片和天線，芯片和天線通過平衡/非平衡阻抗轉(zhuǎn)換電路連接，芯片包括MC13192 ；
更進(jìn)一步，ZigBee無線通信模塊包括空氣質(zhì)量傳感器QS-Ol及MC9S08GB60單片機(jī)， QS-01、GPRS 模塊與 MC9S08GB60 連接。本發(fā)明的第四優(yōu)選方案為，其特征在于所述的監(jiān)控終端包括 VC++編寫的圖形界面。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是無線終端監(jiān)測空氣質(zhì)量，同時(shí)無線終端通過ZigBee技術(shù)向監(jiān)控中心報(bào)告空氣質(zhì)量信息，監(jiān)控中心保存并處理空氣質(zhì)量信息。
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本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)了低成本，低速率，低功耗的可靠城市空氣質(zhì)量監(jiān)測。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。


圖1本實(shí)施例整體框圖。圖2為本實(shí)施例監(jiān)控終端與GPRS模塊連接示意圖。圖3為本實(shí)施例監(jiān)測器模塊電路示意圖。圖4為本實(shí)施例ZigBee無線通信模塊示意圖。圖5為本實(shí)施例監(jiān)控中心程序圖。圖6為本實(shí)施例無線通信模塊程序圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1所示，本發(fā)明采用了 ZigBee和GPRS網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，在城市內(nèi)多點(diǎn)安裝具有 ZigBee功能的“無線發(fā)送器”，監(jiān)控中心包含GPRS模塊，一方面，它接收各無線發(fā)送器發(fā)送過來的信號(hào)，另一方面，它向請(qǐng)求服務(wù)的一端發(fā)送回饋信息。圖2為本實(shí)施例監(jiān)控終端與GPRS模塊連接示意圖。GPRS模塊選
擇WAVEC0M公司的Q2403，該模塊下載速度為53161ib/S，上傳速度為^181ib/S。模塊提供一個(gè)符合VM協(xié)議的異步串行通信接口，支持加密算法，集成射頻電路和基帶于一體， 性能穩(wěn)定，可以快速、可靠的傳輸，Q2403與微處理器通過串行接口相連接。圖3為本實(shí)施例監(jiān)測器模塊電路示意圖。該部分由89C51處理器、無線GPRS模塊、 無線ZigBee通信模塊等組成，該處理器具有低功耗，
高性價(jià)比等優(yōu)點(diǎn)，降低了成本并減少了系統(tǒng)的復(fù)雜度；GPRS既能支持間歇的爆發(fā)式數(shù)據(jù)傳輸，又能支持偶爾的大量數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)傳輸速度快。圖4為本實(shí)施例ZigBee無線通信模塊示意圖。MC13192是IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)兼容的2. 4GHz低功耗收發(fā)器。MC13192收發(fā)器包括用于IEEE 802. 15. 4標(biāo)準(zhǔn)的完整的 802. 15. 4物理層(PHY)調(diào)制解調(diào)器，該標(biāo)準(zhǔn)支持對(duì)等，星形和網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)以及低噪音放大器， 正常輸出功率ImW的功率放大器以及集成了壓控振蕩器(VCO)的PLL，電源轉(zhuǎn)換與所有的擴(kuò)展頻譜的編碼和解碼功能。MC13192支持250 kbps的0-QPSK，和合適的MCU如89C51組合，可以提供低成本的短距離的數(shù)據(jù)連接和網(wǎng)絡(luò)。由于MC13192的射頻信號(hào)采用差分方式， 而倒F型天線為單端天線，所以在芯片和天線間需使用平衡/非平衡阻抗轉(zhuǎn)換電路，以達(dá)到最佳收發(fā)效果；89C51處理器完成空氣信息采集。圖5為本實(shí)施例監(jiān)控中心程序圖。上電后微處理器首先分別進(jìn)行GPRS模塊和 ZigBee協(xié)議棧的初始化工作，然后進(jìn)行信道掃描及空閑
信道評(píng)估，選擇合適的工作信道，選擇合適的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)識(shí)，啟動(dòng)ZigBee網(wǎng)絡(luò)發(fā)送超幀，等待ZigBee設(shè)備的連接請(qǐng)求。當(dāng)其接收到某設(shè)備的連接請(qǐng)求，并經(jīng)過認(rèn)證后，確認(rèn)是合法的設(shè)備，便發(fā)出允許連接命令，連接建立后開始正式的信息處理。圖6為本實(shí)施例無線通信模塊程序圖。ZigBee設(shè)備上電后首先初始化ZigBee協(xié)議棧，然后采集空氣質(zhì)量信息，采集完畢后，開始信道掃描，發(fā)出建立連接的請(qǐng)求，連接建立后，發(fā)出自己的相關(guān)信息，之后斷開連接請(qǐng)求。
權(quán)利要求
1.一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于包括GPRS模塊、監(jiān)測器模塊、第一 ZigBee無線通信模塊、監(jiān)控終端，所述的GPRS模塊與監(jiān)控終端連接；所述的監(jiān)控終端用于空氣質(zhì)量信息的處理；所述的GPRS模塊與監(jiān)控終端相連接，用于無線信息的接收與發(fā)送；所述的監(jiān)測器模塊用于無線終端信息的整合與協(xié)調(diào)并通過GPRS發(fā)送給監(jiān)控終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于 GPRS模塊包括Q2403。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于監(jiān)測器模塊包括MC9S08GB60微處理器，第二 ZigBee無線通信模塊，GPRS模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的第一 ZigBee無線通信模塊包括芯片和天線，芯片和天線通過平衡/非平衡阻抗轉(zhuǎn)換電路連接，芯片包括MC13192 ；更進(jìn)一步，ZigBee無線通信模塊包括空氣質(zhì)量傳感器QS-Ol及MC9S08GB60單片機(jī)， QS-01、GPRS 模塊與 MC9S08GB60 連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee的城市空氣質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述的監(jiān)控終端包括VC++編寫的圖形界面。
全文摘要
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)監(jiān)測城市空氣環(huán)境質(zhì)量而設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)。其中包括GPRS模塊、監(jiān)測器模塊、ZigBee無線通信模塊、監(jiān)控終端。所述的GPRS模塊用于無線信息的接收與發(fā)送；所述的監(jiān)測器模塊用于無線終端信息的協(xié)調(diào)并通過GPRS與監(jiān)控終端通信；所述的ZigBee無線通信模塊用于空氣質(zhì)量信息的發(fā)送；所述的監(jiān)控終端用于空氣質(zhì)量信息的處理。本發(fā)明具有靈活、高效、安全、智能化的特點(diǎn)，為掌握城市環(huán)境情況帶來極大便利。
文檔編號(hào)H04W84/18GK102435711SQ20111030921
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月13日
發(fā)明者鄒雅嫻 申請(qǐng)人:無錫大麥創(chuàng)意設(shè)計(jì)有限公司