CN106205085A - 一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统 - Google Patents

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吴文苗
谢保
方潜生
张振亚
汪明月
朱徐来
谢陈磊
张红艳
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Abstract

本发明公开一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，包括室内环境参数采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、显示模块、报警模块、控制模块，所述室内环境参数采集模块用于采集室内环境参数信息并通过所述无线传输模块对采集到的环境参数信息进行传输，所述数据处理分析模块对传输来的环境参数信息进行分析、处理并分别传给显示模块、报警模块和控制模块，本发明通过无线传输的方式将室内环境参数采集信息进行传输，并对室内环境参数信息进行处理、分析、显示和控制，解决了室内环境问题，使室内环境符合舒适性要求，并且具有较高的使用性。

Description

一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统
技术领域
本发明属于无线传感器网络技术领域，特别是涉及一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统。
背景技术
通常来说，每个人呆在室内的时间远远大于呆在室外的时间，随着人们健康意识的提高，人们开始重视室内环境，室内环境直接影响着人们的健康；近年来，因为室内装修、空调长时间不清洗、室内长时间密闭、煤气泄漏等因素造成的人身伤害甚至死亡事件屡有发生，室内微小的温度、湿度、亮度、气味等变化单凭人的眼睛、鼻子等是无法检测的，一些潜在的因素可能对健康产生长期的影响。
发明内容
本发明提供的一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，目的在于解决了室内温度、湿度、照度、氧气、二氧化碳、风速、HCHO、TVOC、PM2.5的检测问题，使室内环境符合舒适性要求。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，包括室内环境参数采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块、显示模块、报警模块、控制模块；所述室内环境参数采集模块、无线传输模块、数据处理分析模块和显示模块依次连接，其中所述数据处理分析模块分别与所述报警模块和所述控制模块连接。
所述室内环境参数采集模块包含有温度、湿度、照度信息采集单元、氧气浓度信息采集单元、二氧化碳浓度信息采集单元、风速信息采集单元、HCHO信息采集单元、TVOC信息采集单元、PM2.5信息采集单元；所述温度、湿度、照 度信息采集单元包括温度传感器、湿度传感器、照度传感器和MTS420CC数据采集板；所述氧气浓度信息采集单元包括氧气传感器和氧气传感器板；所述二氧化碳浓度信息采集单元包括二氧化碳传感器和二氧化碳传感器板；所述风速信息采集单元包括风速传感器和风速传感器板；所述HCHO信息采集单元包括HCHO传感器和HCHO传感器板；所述TVOC信息采集单元包括TVOC传感器和TVOC传感器板；所述PM2.5信息采集单元包括PM2.5传感器和PM2.5传感器板。
所述无线传输模块包括八个IRIS-XM2100传感器板和MIB520CB基站，任意一个IRIS-XM2100传感器板与MIB520CB基站组成基站节点，任意两个IRIS-XM2100组成一个自组网络，其中，IRIS-XM2100上设有无线信号发送装置和接收装置。
所述室内环境参数采集模块用于采集室内温度、湿度、照度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速、HCHO、TVOC、PM2.5的参数信息。
所述无线传输模块将室内环境参数采集模块采集的室内环境参数信息通过自组网络传到基站节点，并负责自身基站节点与其他基站节点进行无线通信，可以交换相关控制信息，也可以接收或发送采集到的数据。
所述数据处理分析模块主要是根据无线传输模块传输的环境参数信息，进行分析和处理。
所述的显示模块实时显示温度、湿度、照度、氧气浓度、二氧化碳浓度等室内环境参数信息，并反应出参数的变化趋势，同时可以在显示界面上反应出传感器节点的分布。
所述的报警模块是当氧气浓度、二氧化碳浓度、HCHO浓度、TVOC浓度、PM2.5浓度不符合设定范围时，报警模块发出报警信息，提醒人们采取有效的措施。
所述控制模块根据数据处理分析模块的分析和处理结果对室内的空调系 统、加湿器系统、灯光系统、空气净化器和智能窗帘系统进行控制，来改善室内环境中的空气品质，使室内环境达到舒适状态。
本发明的有益效果：本发明通过无线传输的方式将室内环境参数采集信息进行传输，并对室内环境参数信息进行处理、分析、显示和控制，解决了室内环境问题，使室内环境符合热舒适性要求，并且具有较高的使用性。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明实施例提供的环境参数采集系统结构示意图。
具体实施方式
一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，如图1所示，包括室内环境参数采集模块1、无线传输模块9、数据处理分析模块12、显示模块11、报警模块13、控制模块14。
室内环境参数采集模块1包含有温度、湿度、照度信息采集单元2、氧气浓度信息采集单元3、二氧化碳浓度信息采集单元4、风速信息采集单元5、HCHO信息采集单元6、TVOC信息采集单元7、PM2.5信息采集单元8，用于采集温度、湿度、照度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速、HCHO、TVOC、PM2.5信息；温度、湿度、照度信息采集单元2包括温度传感器、湿度传感器、照度传感器和MTS420CC数据采集板；氧气浓度信息采集单元3包括氧气传感器和氧气传感器板；二氧化碳浓度信息采集单元4包括二氧化碳传感器和二氧化碳传感器板；风速信息采集单元5包括风速传感器和风速传感器板；HCHO信息采集单元6包括HCHO传感器和HCHO传感器板；TVOC信息采集单元7包括TVOC传感器和TVOC传感器板；PM2.5信息采集单元8包括PM2.5传感器和PM2.5传感器板；无线传输模块9包括八个IRIS-XM2100传感器板和MIB520CB基站，任意一个IRIS-XM2100传感器 板与MIB520CB基站10组成基站节点，任意两个IRIS-XM2100组成一个自组网络，其中，IRIS-XM2100上设有无线信号发送装置和接收装置。
室内环境参数采集模块1中的MTS420CC数据采集板、氧气传感器板、二氧化碳传感器板、风速传感器板、HCHO传感器板、TVOC传感器板、PM2.5传感器板分别与无线传输模块9中的七个IRIS-XM2100传感器板连接，无线传输模块9中的七个IRIS-XM2100传感器板分别与MIB520CB基站10连接，MIB520CB基站10通过数据处理分析模块12连接显示模块11，报警模块13和控制模块14分别连接数据处理分析模块12，控制模块14分别与空调模块15、加湿器模块16、灯光模块17、空气净化器模块18和智能窗帘模块19连接，控制室内的空气质量。
无线传输模块9将室内环境参数采集模块1采集的室内环境参数信息通过自组网络传到基站节点，并负责自身基站节点与其他基站节点进行无线通信，可以交换相关控制信息，也可以接收或发送采集到的数据。
数据处理分析模块12主要是根据无线传输模块9传输的环境参数信息，对采集的数据进行分类甄别，根据数据传递格式对采集到的目标数据进行提取并解析,最后保存于数据库相应表中，串口传感器传递过来的信息分为三种类型，第一种是数据帧，第二种是心跳帧，第三种是网络质量帧，其中，用于解析的是数据帧。
显示模块11实时显示室内的温度、湿度、照度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速、HCHO浓度、TVOC浓度、PM2.5浓度信息，并反应出参数的变化趋势，同时可以在显示界面上反应出传感器节点的分布。
报警模块13是当氧气浓度、二氧化碳浓度、HCHO浓度、TVOC浓度、PM2.5浓度不符合设定范围时，报警模块发出声光报警信息，提醒人们采取有效的措 施。
控制模块14根据数据处理分析模块12的分析和处理结果，综合人体新陈代谢率及服装热阻得到反映人体热感觉的PMV值，通过决策形成热舒适推荐表，上位机生成控制指令通过WiFi方式发送到控制器，然后控制器发送红外指令至空调，执行相应动作。同时人们可根据自身的主观热舒适感觉，通过上位机发送控制指令，直接控制加湿器、灯光系统、空气净化器、智能窗帘系统的相应动作，使室内环境达到舒适状态。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，其特征在于，包括室内环境参数采集模块(1)、无线传输模块(9)、数据处理分析模块(12)、显示模块(11)、报警模块(13)、控制模块(14)；
所述室内环境参数采集模块(1)、无线传输模块(9)、数据处理分析模块(12)和显示模块(11)依次连接，其中所述数据处理分析模块(12)分别与所述报警模块(13)和所述控制模块(14)连接；
所述室内环境参数采集模块(1)用于采集室内环境参数信息，包括温度、湿度、照度、氧气浓度、二氧化碳浓度、风速、HCHO、TVOC、PM2.5的参数信息；
所述无线传输模块(9)将室内环境参数采集模块1采集的室内环境参数信息通过自组网络传到基站节点，并负责自身基站节点与其他基站节点进行无线通信，可以交换相关控制信息，也可以接收或发送采集到的数据；
所述数据处理分析模块(12)，对无线传输模块(9)传输的环境参数信息进行分析和处理；
所述的显示模块(11)实时显示室内环境参数信息，并显示参数的变化趋势，同时在显示界面上显示出传感器节点的分布；
所述的报警模块(13)是当氧气浓度、二氧化碳浓度、HCHO浓度、TVOC浓度、PM2.5浓度不符合设定范围时，报警模块发出声光报警信息；
所述控制模块(14)根据数据处理分析模块(12)的分析和处理结果对室内的空调系统、加湿器系统、灯光系统、空气净化器和智能窗帘系统进行控制，使室内环境达到舒适状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，其特征在于：所述室内环境参数采集模块(1)包含温度、湿度、照度信息采集单元(2)、氧气浓度信息采集单元(3)、二氧化碳浓度信息采集单元(4)、风速信息采集单元(5)、HCHO信息采集单元(6)、TVOC信息采集单元(7)、PM2.5信息采集单元(8)，负责采集室内环境参数信息，并与无线传输模块(9)中的IRIS-XM2100传感器板相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，其特征在于，所述温度、湿度、照度信息采集单元(2)包括温度传感器、湿度传感器、照度传感器和MTS420CC数据采集板；所述氧气浓度信息采集单元(3)包括氧气传感器和氧气传感器板；所述二氧化碳浓度信息采集单元(4)包括二氧化碳传感器和二氧化碳传感器板；所述风速信息采集单元(5)包括风速传感器和风速传感器板；所述HCHO信息采集单元(6)包括HCHO传感器和HCHO传感器板；所述TVOC信息采集单元(7)包括TVOC传感器和TVOC传感器板；所述PM2.5信息采集单元(8)包括PM2.5传感器和PM2.5传感器板。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的室内环境参数采集系统，其特征在于，所述无线传输模块(9)包括八个IRIS-XM2100传感器板和MIB520CB基站(10)，任意一个IRIS-XM2100传感器板与MIB520CB基站(10)组成基站节点，任意两个IRIS-XM2100组成一个自组网络，其中，IRIS-XM2100上设有无线信号发送装置和接收装置。
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