CN113015124A - 一种基于北斗通信的环境监测终端 - Google Patents

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唐裕峰
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Abstract

本发明公开了一种基于北斗通信的环境监测终端，包括主节点设备、多个从节点设备、北斗天线和监控中心，主节点设备分别与多个从节点设备连接，同时主节点设备通过北斗通信与监控中心建立通信连接；主节点设备包括PLC控制器、北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池；PLC控制器分别与北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池连接，北斗通信模块与北斗天线连接；每个从节点设备都由微控制器、太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块组成，微控制器分别与太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块连接。本发明只需将终端按照拓扑关系预先配置参数并设置终端被检测区域，无需电源线，安装方便，操作简单，成本低。

Description

一种基于北斗通信的环境监测终端
技术领域
本发明涉及环境监测设备领域，尤其涉及一种基于北斗通信的环境监测终端。
背景技术
我国地域辽阔、地质环境条件复杂，地质灾害、地质环境问题频发。修建水电站、高速公路、高速铁路及切坡建楼等人类工程活动，也对地质环境造成了一定程度的破坏，科学有效地预报和实时监测技术可以为开展地质灾害预防和控制工作提供必要的信息与技术支持。因此，科学、先进、有效的地质环境监测信息实时传输技术研究十分必要。
随着移动通信的发展，GPRS、CDMA、GSM等无线数据传输技术日益成熟，为许多领域提供了多种无线数据传输手段。目前国内广泛采用GPRS、CDMA、GSM等无线通信技术建立地质灾害无线监测系统，但对于一些通信不发达的边远地区、网络被破坏地区以及信号不稳定地区，这些常规的无线通信方式就无法发挥作用。北斗导航定位系统具有定位、通讯、授时三大功能，且其短报文通信功能不受时域地域限制，已越来越多地被应用到应急指挥、抢险救灾、水文、气象监测等领域。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于北斗通信的环境检测终端，该终端安装方便，操作简单，建设成本低、使用后无后续费用，并能远程监控和分析地质环境信息，进行地质灾害的预防。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种基于北斗通信的环境监测终端，包括主节点设备、多个从节点设备、北斗天线和监控中心，主节点设备分别与多个从节点设备连接，同时主节点设备通过北斗RDSS短报文通信与监控中心建立通信连接；所述主节点设备包括PLC控制器、北斗通信模块、蓝牙自组网模块和太阳能电池；PLC控制器分别与北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池连接，北斗通信模块与北斗天线连接；每个从节点设备都由微控制器、太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块组成，微控制器分别与太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块连接。
具体的，所述蓝牙自组网模块采用自组网算法自动组建拓扑网络。
具体的，所述传感器模块包括地形传感器和地磁传感器，所述PLC控制器分别与地形传感器和地磁传感器连接。
具体的，所述蓝牙组网模块采用具有低功耗功能的蓝牙设备。
具体的，所述北斗天线设置于无遮挡卫星通信信号处。
本发明的有益效果：
1.传输范围广：在具有北斗卫星通信覆盖范围情况下，均可以实现北斗短报文通信；
2.安装方便：终端均采用太阳能电池供电、蓝牙无线传输，北斗无线通信，不需要布线、包括供电线和数据线；
3.部分终端损坏仍然可以使用，节点中某些终端损坏时，仍然可以通过自组网路由算法选择其他节点作为桥节点，继续进行通信；
4.使用成本低：安装完成后使用时仅需要支付北斗通信产生的费用即可；
5.动态调整上报间隔：可通过监控平台发送指令，配置检测终端上报检测数据的间隔时间。
附图说明
图1是本发明的设备原理框图；
图2是本发明终端主从型号的组成图；
图3为本终端自组网的拓扑图；
图4为本终端工作的流程图；
图5为环境数据通信流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
本实施例中，如图1所示一种基于北斗通信的环境检测终端，包括主节点设备、多个从节点设备、北斗天线和监控中心，主节点设备分别与多个从节点设备连接，同时主节点设备通过北斗RDSS短报文通信与监控中心建立通信连接；所述主节点设备包括PLC控制器、北斗通信模块、蓝牙自组网模块和太阳能电池；PLC控制器分别与北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池连接，北斗通信模块与北斗天线连接；每个从节点设备都由微控制器、太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块组成，微控制器分别与太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块连接。本发明终端采用太阳能电池供电，使用传感器采集环境数据、通过蓝牙自组网模块将数据汇总到带有北斗通信模块的主节点设备，然后北斗模块将数据发送到监控平台。
如图2所示，本方案采用的设备包括主节点设备和从节点设备两个型号。主节点设备具有北斗通信、蓝牙自组网和太阳能电池供电功能；从节点设备具有传感器采集数据、蓝牙自组网和太阳能电池功能。主从节点设备均采用太阳能电池供电方式，在设备的控制器内部设定有休眠程序能定时自动开机工作。
本发明中，如图3所示，一种基于北斗通信的环境检测终端，具有自组网功能，其组网结构为分级拓扑图；其中，每个主节点最多只能连接7个从节点，由一个主节点和最多7个从节点组成一个微微网；多个微微网互联在一起，组成蓝牙分级拓扑结构通信网络。
本发明中，如图4所示，一种基于北斗通信的环境检测终端，它的工作流程包括如下步骤：
S1：首先，终端按照预先设定的间隔时间，从休眠状态中启动；
S2：主从节点设备蓝牙模块进行自动组网，并进行在线状态监测；
S3：从节点设备各个传感器模块开始工作，采集周围环境数据信息；
S4：从节点设备将采集的数据通过蓝牙模块汇总发送到主节点设备；
S5：主节点设备将数据按照协议压缩和编码；
S6：主节点设备通过北斗通信模块将数据发送到监控中心；
S7：数据发送完成后，终端进入休眠状态。
本发明中，如图5所示，一种基于北斗通信的环境检测终端；它的数据通信流程包括如下步骤：
S1：首先，从节点终端采集环境原始数据；
S2：从节点终端将原始数据使用蓝牙通信协议编码传输；
S3：主节点接收蓝牙通信数据，解码并汇总各个节点数据；
S4：主节点终端将数据通过北斗通信协议编码进行发送；
S5：监控平台软件解码北斗通信协议，并保存和显示等处理；
S6：流程结束。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于北斗通信的环境监测终端，其特征在于，包括主节点设备、多个从节点设备、北斗天线和监控中心，主节点设备分别与多个从节点设备连接，同时主节点设备通过北斗RDSS短报文通信与监控中心建立通信连接；所述主节点设备包括PLC控制器、北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池；PLC控制器分别与北斗通信模块、蓝牙自组网模块、传感器模块和太阳能电池连接，北斗通信模块与北斗天线连接；每个从节点设备都由微控制器、太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块组成，微控制器分别与太阳能电池、蓝牙自组网模块和传感器模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的环境监测终端，其特征在于，所述蓝牙自组网模块采用自组网算法自动组建拓扑网络。
3.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的环境监测终端，其特征在于，所述传感器模块包括地形传感器和地磁传感器，所述PLC控制器分别与地形传感器和地磁传感器连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的环境监测终端，其特征在于，所述蓝牙组网模块采用具有低功耗功能的蓝牙设备。
5.根据权利要求1所述的一种基于北斗通信的环境监测终端，其特征在于，所述北斗天线设置于无遮挡卫星通信信号处。
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