CN107018580A - 智能无线传感器网络自组网节点 - Google Patents

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    • H04W84/00—Network topologies
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
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Abstract

本发明公开了一种智能无线传感器网络自组网节点，包括传感器模块、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、CPU模块、对被监测设备的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元、根据工作参数检测单元所检测信息对CPU模块发送触发传感器工作指令的信号触发器、LED显示单元、参数设置单元以及与CPU模块相接的供电单元和无线收发模块，CPU模块通过无线收发模块与上位监控机进行双向通信，信号触发器与CPU模块之间以有线或无线方式进行双向通信。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，能通过由工作参数检测单元和触发传感器组成的触发装置对传感器模块进行自动触发。

Description

智能无线传感器网络自组网节点
技术领域
本发明涉及一种无线传感器节点，尤其是涉及一种智能无线传感器网络自组网节点。
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，现有的无线传感器节点大多只能通过上位机进行人为触发，因而使用时存在使用操作不便、可能出现误触发、因疏忽未触发等际缺陷。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，提供一种自动触发式无线传感器网络自组网节点，其设计合理、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，能通过由工作参数检测单元和触发传感器组成的触发装置对传感器模块进行自动触发。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于：包括传感器模块、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 CPU 模块、对被监测设备的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元、与工作参数检测单元相接且根据工作参数检测单元所检测信息对CPU 模块发送触发传感器工作指令的信号触发器、由 CPU 模块进行控制且对传感器模块所采集的信息与传感器模块的工作状态进行同步显示的 LED 显示单元、参数设置单元以及与CPU 模块相接的供电单元和无线收发模块，所述 CPU 模块通过无线收发模块与上位监控机进行双向通信，所述信号触发器与 CPU 模块之间以有线或无线方式进行双向通信，所述 LED
显示单元和参数设置单元均与 CPU 模块相接。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：还包括与 CPU 模块相接的数据存储模块和计时模块。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：所述信号触发器和 CPU模块均接有射频收发单元，且信号触发器和 CPU 模块之间通过射频收发单元进行双向通信。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，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。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：所述无线收发模块包括互联网服务器和将 CPU 模块接入互联网的互联网接入器，所述 CPU 模块通过互联网接入器和互联网服务器与上位监控机进行双向通信。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：所述电源模块由电源管理模块和与电源管理模相接的可充电电池组成。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：还包括对所述可充电电池的电量进行实时检测的电量检测单元，所述电量检测单元与 CPU 模块相接。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：还包括与 CPU 模块相接的告警提示单元。
上述一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征是：所述传感器模块包括由多个传感器组成的传感器组、与传感器组相接的数据预处理电路模块和与数据预处理电路模块相接的数据采集模块，所述数据采集模块与 CPU 模块相接。
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、由工作参数检测单元对被监测设备的工作参数进行实时检测并将所检测信号传送至触发传感器，触发传感器对根据工作参数检测单元所检测信息向 CPU 模块发送触发传感器工作指令，CPU 模块接收到触发传感器工作指令对传感器模块进行激活且各传感器进入工作状态。
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。
7、实现了常见传感器的即插即用，安装更换及布设方便。
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，能通过由工作参数检测单元和触发传感器组成的触发装置对传感器模块进行自动触发，有效解决了现有传感器节点存在的通信能力差、功能单一、寿命短、不便于维护、不能自动触发等缺陷和不足。
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- 传感器组； 1-2- 数据预处理电路模块；
1-3- 数据采集模块； 2-CPU 模块；
4- 数据存储模块； 5- 工作参数检测单元；6- 信号触发器；
7-LED 显示单元； 8- 供电单元； 8-1- 电源管理模块；
8-2- 可充电电池； 9- 无线收发模块； 10- 上位监控机；
11- 参数设置单元； 12- 互联网接入器； 13- 互联网服务器；
15- 计时模块； 16- 射频收发单元； 17- 电量检测单元；
18- 告警提示单元。
具体实施方式
如图1 所示，本发明包括传感器模块 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、与传感器模块 1 相接的 CPU 模块 2、对被监测设备的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元 5、与工作参数检测单元 5 相接且根据工作参数检测单元5 所检测信息对 CPU 模块 2 发送触发传感器工作指令的信号触发器 6、由 CPU 模块 2进行控制且对传感器模块 1 所采集的信息与传感器模块 1 的工作状态进行同步显示的LED 显示单元7、参数设置单元 11 以及与 CPU 模块 2 相接的供电单元 8 和无线收发模块 9，所述 CPU 模块2 通过无线收发模块 9 与上位监控机 10 进行双向通信，所述信号触发器 6 与 CPU 模块 2 之间以有线或无线方式进行双向通信，所述 LED 显示单元 7和参数设置单元 11 均与 CPU 模块 2 相接。
本实施例中，本发明还包括与 CPU 模块 2 相接的数据存储模块 4 和计时模块15。所述信号触发器 6 和 CPU 模块 2 均接有射频收发单元 16，且信号触发器 6 和 CPU模块2 之间通过射频收发单元 16 进行双向通信。所述短距离无线通信模块为 ZigBee 短距离无线通信模块。
本实施例中，所述无线收发模块 9 包括互联网服务器 13 和将 CPU 模块 2 接入互联网的互联网接入器 12，所述 CPU 模块 2 通过互联网接入器 12 和互联网服务器13 与上位监控机 10 进行双向通信。
所述电源模块 14 由电源管理模块 8-1 和与电源管理模块 8-1 相接的可充电电池8-2组成。同时，本发明还包括对所述可充电电池8-2的电量进行实时检测的电量检测单元 17，所述电量检测单元 17 与 CPU 模块 2 相接。本实施例中，所述数据存储模块 4为处于带电状态的 RAM 存储器，且所述 RAM 存储器与电源管理模块 8-1 相接。
同时，本发明还包括与CPU模块2相接的告警提示单元18。本实施例中，所述传感器模块1包括由多个传感器组成的传感器组1-1、与传感器组1-1相接的数据预处理电路模块1-2 和与数据预处理电路模块 1-2 相接的数据采集模块 1-3，所述数据采集模块 1-3与CPU 模块 2 相接。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对发明作任何限制，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 (8)

1.一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：包括传感器模块 (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、与传感器模块 (1) 相接的 CPU 模块(2)、对被监测设备的工作参数进行实时检测的工作参数检测单元 (5)、与工作参数检测单元 (5) 相接且根据工作参数检测单元 (5) 所检测信息对 CPU 模块 (2) 发送触发传感器工作指令的信号触发器 (6)、由 CPU 模块 (2) 进行控制且对传感器模块 (1) 所采集的信息与传感器模块 (1) 的工作状态进行同步显示的 LED 显示单元 (7)、参数设置单元(11) 以及与CPU 模块 (2) 相接的供电单元 (8) 和无线收发模块 (9)，所述 CPU 模块(2) 通过无线收发模块 (9) 与上位监控机 (10) 进行双向通信，所述信号触发器 (6) 与CPU 模块 (2) 之间以有线或无线方式进行双向通信，所述 LED 显示单元 (7) 和参数设置单元 (11) 均与 CPU 模块 (2)相接。
2.按照权利要求 1 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：还包括与 CPU 模块 (2) 相接的数据存储模块 (4) 和计时模块 (15)。
3.按照权利要求 1 或 2 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：所述信号触发器 (6) 和 CPU 模块 (2) 均接有射频收发单元 (16)，且信号触发器 (6)和CPU 模块 (2) 之间通过射频收发单元 (16) 进行双向通信。
4.按照权利要求 1 或 2 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：所述短距离无线通信模块为 ZigBee 短距离无线通信模块。
5.按照权利要求 1 或 2 所述的一智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：所述无线收发模块 (9) 包括互联网服务器 (13) 和将 CPU 模块 (2) 接入互联网的互联网接入器 (12)，所述 CPU 模块 (2) 通过互联网接入器 (12) 和互联网服务器 (13) 与上位监控机 (10) 进行 双向通信。
6.按照权利要求 1 或 2 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：所述供电单元 (8) 由电源管理模块 (8-1) 和与电源管理模块 (8-1) 相接的可充电电池(8-2) 组成。
7.按照权利要求 6 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：还包括对所述可充电电池 (8-2) 的电量进行实时检测的电量检测单元 (17)，所述电量检测单元 (17) 与 CPU 模块 (2) 相接。
8.按照权利要求 1 或 2 所述的一种智能无线传感器网络自组网节点，其特征在于 ：还包括与 CPU 模块 (2) 相接的告警提示单元 (18)。
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