CN102573118A - 一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，包括传感器模块、短距离无线通信模块、数据处理模块、参数输入装置、对传感器模块中处于工作状态的传感器及其所采集信息进行同步显示的LED显示单元、对多个传感器的主次类型进行设定的传感器主次类型设定模块、数据存储模块以及电源模块和无线收发模块，多个传感器包括由数据处理模块进行激活的主传感器和根据主传感器所检测信息由数据处理模块进行激活的次级传感器。本发明设计合理、布网及维护方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高，将传感器模块中的多个传感器分为主传感器和次级传感器，在降低节点能耗的同时，大幅提高了节点的数据采集效率和数据处理能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种无线传感器节点，尤其是涉及一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点。
背景技术
目前，进行数据采集时主要是通过数据采集系统进行现场采集，然后人工将采集的数据通过有线或无线方式传送到数据处理服务器进行处理，这种数据采集方式实时性差，即不能实时采集、实时传输，因而不能满足实际需要。随着通信、网络等信息技术的发展，基于无线传感网络的开发和建设使数据实时采集和实时传输成为可能。然而传感器网络的建设一直尚未进入实用阶段，究其原因，是传感网节点的功能达不到要求，比如能量受限、通信能力受限、计算和存储能力受限等，这些问题中，数据采集和处理能力成为制约标准化、普适的传感器网络节点研制的瓶颈。在数据采集上，普通的传感网节点只能采集单一的数据，或只能接入一路模拟量传感器。在数据处理上，普通的传感网节点采样分析速度慢，在复杂环境中的抗干扰能力不高，容易发生信息误传。另外，实际使用过程中，大多数情况下均需要对同一监测区域的多个参数进行测量，但是在一些工艺条件要求不高的场合，并不必须同步对多个参数进行监测，各参数之间有主次之分，只有在主要因素处于某一规定范围内时才需对次要因素进行监测，这样能有效节省能量，延长节点的使用寿命，并且能大大节能数据处理模块的内存空间，提高数据采集效率。例如在热处理过程中，当温度为影响处理质量的主要因素，而气压、保护气体流量、保护气体浓度等监测参数为次要因素时，则一般情况下只需对主要因素进行监测，当主要因素处于控制范围的上下限附近但并未超出控制范围时，为保证处理质量才需对其它次要因素进行监测。正是由于上述种种原因，现行的传感网节点无法有效完成实时的信息采集任务。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其设计合理、布网及维护方便、操作简便且使用效果好、智能化程度高，将传感器模块中的多个传感器分为主传感器和次级传感器，在降低节点能耗的同时，大幅提高了节点的数据采集效率和数据处理能力。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：包括由对被监测区域环境进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块、用于自动搜索邻近无线传感器节点的短距离无线通信模块、与传感器模块相接的数据处理模块、与数据处理模块相接的参数输入装置、由数据处理模块进行控制且对传感器模块中处于工作状态的传感器及其所采集信息进行同步显示的LED显示单元、对多个所述传感器的主次类型进行设定的传感器主次类型设定模块、与数据处理模块相接的数据存储模块以及分别与数据处理模块相接的电源模块和无线收发模块，所述数据处理模块通过所述无线收发模块与上位监控机进行双向通信，所述短距离无线通信模块、LED显示单元和传感器主次类型设定模块均与数据处理模块相接；多个所述传感器包括由数据处理模块进行激活的主传感器和根据主传感器所检测信息由数据处理模块进行激活的次级传感器，所述主传感器和次级传感器的数量均为一个或多个，且所述主传感器和次级传感器均与数据处理模块相接。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：还包括与数据处理模块相接的计时模块。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：所述无线收发模块为将数据处理模块接入互联网的无线互联网接入模块，所述数据处理模块通过无线互联网接入模块与互联网服务器进行双向通信。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：所述主传感器和次级传感器均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与A/D转换电路模块相接，所述A/D转换电路模块与数据采集模块相接且数据采集模块与数据处理模块相接。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：所述短距离无线通信模块为ZigBee短距离无线通信模块。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：还包括与数据处理模块相接且由数据处理模块进行控制的告警提示单元。
上述一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征是：还包括与数据处理模块相接的电量检测单元，所述电源模块包括电源管理模块和与电源管理模块相接的可充电电池，所述电源管理模块与数据处理模块相接，所述电量检测单元对可充电电池内部剩余电量进行实时检测并将所检测电量信息同步上传至数据处理模块。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、实现了不同传感器同时使用和数据融合技术，实时性强，数据类型多样且覆盖范围广，各传感网节点信息传播的范围和速度大，传感器工作状态采用远程唤醒机制，能节省电力。
2、设计合理，各模块之间协调工作效率高，且各组件均采用模块形式设置，非常省电，大大延长了传感器节点的使用寿命。
3、传感网节点采用可充电电池供电，便于更换，保证节点供电稳定，使整个传感器网络具有可重构和易调整性、方便维护和管理。
4、将传感器模块中的多个传感器分为由数据处理模块进行激活的主传感器和根据主传感器所检测信息由数据处理模块进行激活的次级传感器，这样只有在主传感器所检测信息处于某一特定范围内时才激活次级传感器进行工作状态，其它情况下次级传感器均处于不工作状态，在保证有效监控的同时，能大幅度减少传感器节点所消耗电量，延长传感器节点的使用寿命，并且能大大节能数据处理模块的内存空间，提高数据采集效率。
5、节点负责连接无线传感器网络和外部网络的通信，实现两种网络通信协议间的转换和传感器数据的无线传输。
6、用户只需要启动相关命令，发送控制命令到传感器网络内部节点，即可实现数据的远程采集和传输。
综上所述，本发明设计合理、布网及维护方便、使用操作简便且使用效果好、智能化程度高，将传感器模块中的多个传感器分为由数据处理模块进行激活的主传感器和根据主传感器所检测信息由数据处理模块进行激活的次级传感器，能大幅度减少传感器节点所消耗电量，延长传感器节点的使用寿命，并且能提高节点的数据采集效率和数据处理能力。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1-传感器模块； 1-1-主传感器； 1-2-次级传感器；
1-3-A/D转换电路模块； 2-数据处理模块； 3-短距离无线通信
模块；
4-参数输入装置； 5-传感器主次类型设 6-LED显示单元；
定模块；
7-电源模块； 7-1-电源管理模块； 7-2-可充电电池；
8-无线互联网接入模 9-上位监控机； 10-数据存储模块；
块；
11-计时模块； 12-互联网服务器； 13-数据采集模块；
14-告警提示单元； 15-电量检测单元。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括由对被监测区域环境进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块1、用于自动搜索邻近无线传感器节点的短距离无线通信模块3、与传感器模块1相接的数据处理模块2、与数据处理模块2相接的参数输入装置4、由数据处理模块2进行控制且对传感器模块1中处于工作状态的传感器及其所采集信息进行同步显示的LED显示单元6、对多个所述传感器的主次类型进行设定的传感器主次类型设定模块5、与数据处理模块2相接的数据存储模块10以及分别与数据处理模块2相接的电源模块7和无线收发模块，所述数据处理模块2通过所述无线收发模块与上位监控机9进行双向通信，所述短距离无线通信模块3、LED显示单元6和传感器主次类型设定模块5均与数据处理模块2相接。多个所述传感器包括由数据处理模块2进行激活的主传感器1-1和根据主传感器1-1所检测信息由数据处理模块2进行激活的次级传感器1-2，所述主传感器1-1和次级传感器1-2的数量均为一个或多个，且所述主传感器1-1和次级传感器1-2均与数据处理模块2相接。本实施例中，所述主传感器1-1的数量为一个，且所述次级传感器1-2的数量为多个。
同时，本发明还包括与数据处理模块2相接的计时模块11。本实施例中，所述无线收发模块为将数据处理模块2接入互联网的无线互联网接入模块8，所述数据处理模块2通过无线互联网接入模块8与互联网服务器12进行双向通信。
所述主传感器1-1和次级传感器1-2均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与A/D转换电路模块1-3相接，所述A/D转换电路模块1-3与数据采集模块13相接且数据采集模块13与数据处理模块2相接。
本实施例中，所述短距离无线通信模块3为ZigBee短距离无线通信模块。同时，本发明还包括与数据处理模块2相接且由数据处理模块2进行控制的告警提示单元14。
本实施例中，本发明还包括与数据处理模块2相接的电量检测单元15，所述电源模块7包括电源管理模块7-1和与电源管理模块7-1相接的可充电电池7-2，所述电源管理模块5-1与数据处理模块4相接，所述电量检测单元15对可充电电池7-2内部剩余电量进行实时检测并将所检测电量信息同步上传至数据处理模块2。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (7)
1.一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：包括由对被监测区域环境进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块(1)、用于自动搜索邻近无线传感器节点的短距离无线通信模块(3)、与传感器模块(1)相接的数据处理模块(2)、与数据处理模块(2)相接的参数输入装置(4)、由数据处理模块(2)进行控制且对传感器模块(1)中处于工作状态的传感器及其所采集信息进行同步显示的LED显示单元(6)、对多个所述传感器的主次类型进行设定的传感器主次类型设定模块(5)、与数据处理模块(2)相接的数据存储模块(10)以及分别与数据处理模块(2)相接的电源模块(7)和无线收发模块，所述数据处理模块(2)通过所述无线收发模块与上位监控机(9)进行双向通信，所述短距离无线通信模块(3)、LED显示单元(6)和传感器主次类型设定模块(5)均与数据处理模块(2)相接；多个所述传感器包括由数据处理模块(2)进行激活的主传感器(1-1)和根据主传感器(1-1)所检测信息由数据处理模块(2)进行激活的次级传感器(1-2)，所述主传感器(1-1)和次级传感器(1-2)的数量均为一个或多个，且所述主传感器(1-1)和次级传感器(1-2)均与数据处理模块(2)相接。
2.按照权利要求1所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：还包括与数据处理模块(2)相接的计时模块(11)。
3.按照权利要求1或2所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：所述无线收发模块为将数据处理模块(2)接入互联网的无线互联网接入模块(8)，所述数据处理模块(2)通过无线互联网接入模块(8)与互联网服务器(12)进行双向通信。
4.按照权利要求1或2所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：所述主传感器(1-1)和次级传感器(1-2)均为模拟信号传感器，且所述模拟信号传感器与A/D转换电路模块(1-3)相接，所述A/D转换电路模块(1-3)与数据采集模块(13)相接且数据采集模块(13)与数据处理模块(2)相接。
5.按照权利要求1或2所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：所述短距离无线通信模块(3)为ZigBee短距离无线通信模块。
6.按照权利要求1或2所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：还包括与数据处理模块(2)相接且由数据处理模块(2)进行控制的告警提示单元(14)。
7.按照权利要求1或2所述的一种具有自触发功能的多参数监测用无线传感器节点，其特征在于：还包括与数据处理模块(2)相接的电量检测单元(15)，所述电源模块(7)包括电源管理模块(7-1)和与电源管理模块(7-1)相接的可充电电池(7-2)，所述电源管理模块(5-1)与数据处理模块(4)相接，所述电量检测单元(15)对可充电电池(7-2)内部剩余电量进行实时检测并将所检测电量信息同步上传至数据处理模块(2)。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104619243A (zh) * | 2012-09-14 | 2015-05-13 | 柯惠有限合伙公司 | 用于具有功率节省的无线电极的方法和装置 |
| CN105588923A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-05-18 | 澳门理工学院 | 基于环境监测仪的环境监测方法及环境监测装置 |
| CN106441408A (zh) * | 2016-07-25 | 2017-02-22 | 肇庆市小凡人科技有限公司 | 一种低功耗的测量系统 |
| CN107018580A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-08-04 | 常州市善松信息科技有限公司 | 智能无线传感器网络自组网节点 |
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2010
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120711 |