CN201262562Y - 一种基于无线传感器网络的水位采集系统 - Google Patents

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刘瑞霞
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李全明
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Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的水位采集系统，尤其是应用于尾矿库水位检测的水位采集系统。其包括水情采集网络和包含作为其上位机的服务器的监控中心，其中水情采集网络包括电源、一无线网络协调器和用于检测水位信息的多个水位传感器，该水位信息数据依次经传感器采集节点、路由器到无线网络协调器，构成以无线网络协调器为主干的树状拓扑网络结构，其中传感器采集节点和路由器为无线网络设备。本实用新型提供了一种借助于无线传感器网络，实现在尾矿库多点监控，监控点布局面积大，准确监控水情的基于无线传感器网络的水位采集系统。

Description

一种基于无线传感器网络的水位采集系统
(一)技术领域
本实用新型涉及一种基于无线传感器网络的水位采集系统，尤其是应用于尾矿库水位检测的水位采集系统。
(二)背景技术
尾矿库作为水工构筑物，是矿山选矿厂生产不可缺少的设施，不过该构筑物也是矿山生产最大的危险源之一。尾矿坝是尾矿库重要的组成部分，是在人工建造初期坝的基础上直接由尾矿砂堆积而成，由于坝体采用尾矿砂这一特殊的材料和其构造特征决定着特殊的工程特征和力学特征，其安全问题尤为突出，一旦坝体出现溃口，进而会产生雪崩式溃决，最终会产生人造泥石流，不但造成环境破坏，而且给工农业生产和人民生命财产带来灾难性损失。虽然尾矿库事故的原因是多方面的，但主要是水位过高而造成的溃堤，能否对水位进行有效监控成为防止溃堤的一个先决条件。
然而，目前国内矿山的尾矿库尚未完全建立水情监测系统，多为人工观测，当气候情况发生变化时，无法根据气象因素进行调整并及时提供水情预警预报。
(三)发明内容
本实用新型针对目前尾矿库尚未完全建立水情监测系统，无法对水情进行有效监控的问题，提供了一种借助于无线传感器网络，实现在尾矿库多点监控，监控点布局面积大，准确监控水情的基于无线传感器网络的水位采集系统。
本实用新型采用的技术方案为：
本实用新型基于无线传感器网络的水位采集系统，包括水情采集网络和包含作为其上位机的服务器的监控中心，其中水情采集网络包括电源、一无线网络协调器和用于检测水位信息的多个水位传感器，该水位信息数据依次经传感器采集节点、路由器到无线网络协调器，构成以无线网络协调器为主干的树状拓扑网络结构，其中传感器采集节点和路由器为无线网络设备。
上述基于无线传感器网络的水位采集系统，所述传感器采集节点、路由节点和中心协调器节点都设置有用于保持同步的时钟模块，所有时钟校准统一受控于所述无线网络协调器。
上述基于无线传感器网络的水位采集系统，所述电源为太阳能电池经稳压、降压后的5V供电电源。
本实用新型基于无线传感器网络的水位采集系统为快速和动态的获取尾矿库水位安全密切相关的技术指标，需要在较大范围内设置水位传感器，本实用新型采用无线网络协调器这一核心部件，采用网络布局，实现大面积设置水位传感器。经试验，水位传感器、传感器采集节点、路由器、无线网络协调器信号传输相邻两设备间最大设置距离达1Km，有利于水位传感器的大范围设置，可以满足对较大范围内不同区位水情的准确检测，从而获得综合的数据信息，可以对水情作出综合判断。
本实用新型采用无线网络系统比有线网络系统可以简化系统结构，具有体积小、抗干扰、功耗底的特点；同时对于尾矿库因地形地势复杂而难以铺设电缆的实际情况，采用无线自组网远距离多跳传输方式，能够实现对库区水位传感器数据的采集。
(四)附图说明
图1为本实用新型具体实施方式结构框图示意。
图2为本实用新型具体实施方式网络拓扑示意图。
图3为本实用新型具体实施方式时钟芯片连接电路图。
图中：1、监控中心，2、包括水情采集网络。
(五)具体实施方式
下面结合说明书附图来具体说明一下本实用新型的原理：
参照说明附图1至3，本实施方式基于无线传感器网络的水位采集系统，包括水情采集网络2和包含作为其上位机的服务器的监控中心1，其中水情采集网络包括电源、一无线网络协调器和用于检测水位信息的多个水位传感器，该水位信息数据依次经传感器采集节点、路由器到无线网络协调器，构成以无线网络协调器为主干的树状拓扑网络结构，其中传感器采集节点和路由器为无线网络设备。
因为在设计无线传感器各节点的时候采用的无线收发芯片，不具有无线电唤醒功能，所以为使整个网络同时休眠，本实施方式采用时钟唤醒的方式来实现同一时间休眠的，采用四线制SPI方式和无线收发芯片通信，通过闹钟的方式来唤醒无线收发芯片，P20设置成无线收发芯片的外部中断方式，在时钟芯片里设置成每隔几分钟设置成闹钟方式，然后通过外部中断方式唤醒无线收发芯片不在休眠。这样保证了整个网络在同一时间内休眠，相同的时间内醒来，以便网络的正常工作，如果时间久了，由于时钟的误差，则由作为中心节点的无线网络协调器向下广播时间信息，以便校时，实现各传感器采集节点的同步。
为了适应在矿区对布线不便而对电源的特殊要求，所述电源为太阳能电池经稳压、降压后的5V供电电源。

Claims (3)

1.一种基于无线传感器网络的水位采集系统，其特征在于：包括水情采集网络(2)和包含作为其上位机的服务器的监控中心(1)，其中水情采集网络包括电源、一无线网络协调器和用于检测水位信息的多个水位传感器，该水位信息数据依次经传感器采集节点、路由器到无线网络协调器，构成以无线网络协调器为主干的树状拓扑网络结构，其中传感器采集节点和路由器为无线网络设备。
2.根据权利要求1所述的基于无线传感器网络的水位采集系统，其特征在于：所述传感器采集节点、路由节点和中心协调器节点都设置有用于保持同步的时钟模块，所有时钟校准统一受控于所述无线网络协调器。
3.根据权利要求1或2所述的基于无线传感器网络的水位采集系统，其特征在于：所述电源为太阳能电池经稳压、降压后的5V供电电源。
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