CN202269026U - 无线传感器网络监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种无线传感器网络监测装置，现有监测系架构以现场工业总线为基础的采集传输系统在系统扩展性、布线复杂度、维护方便性上都有不足之处。本实用新型的组成包括：无线网关（1），所述的无线网关连接一组无线中继节点（2），每个所述的无线中继节点连接一组无线监测节点（3），所述的无线网关包括微处理器模块一（4），所述的微处理器模块一分别连接以太网模块（5）和无线传输模块（6），所述的微处理器模块一采用STM32F107VC芯片，所述的无线传输模块采用CC2430芯片。本实用新型广泛应用于监控领域，并解决实际工程中布线困难、功耗高等问题。

Description

无线传感器网络监测装置

技术领域：

本实用新型涉及一种无线传感器网络监测装置。

背景技术：

随着1999年物联网的概念的提出，与物联网的相关技术已经成为当今研究的热点，且发展非常迅速。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。传感网是物联网诸多相关技术中较关键的技术。《国家中长期科学与技术发展规划(2006-2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将传感网列入重点研究领域。

无线传感器网络技术是传感网的重要组成部分，是一种本世纪初新兴的，面向设备间短程，低速率信息交互的无线通信技术，适合在恶劣的工业现场环境使用，具有很强的抗干扰能力、超低能耗、实时通信等技术特征。随着工业无线技术进入工业自动化领域，各级制造厂商及终端用户开始把无线技术引入市场，进行更深入的监视和控制整个物理世界。

无线传感器网络技术基于短程无线通信IEEE 802.15.4标准，使用符合中国无委会规定的自由频带，解决工厂环境下遍布的各种大型器械、金属管道等对无线信号的反射、散射造成的多径效应，以及马达、器械运转时产生电磁噪声对无线通信的干扰，提供能够满足工业应用需求的高可靠、实时无线通信服务。

现有监测系架构在监测现场的数据采集到传输还是采用有线的方式传输到监控中心，这种以现场工业总线为基础的采集传输系统在系统扩展性、布线复杂度、维护方便性上都有不足之处。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种无线传感器网络监测装置，针对通信距离几百米至几公里、传输速率低于250kbps、单个节点功耗小于10mW的双向无线监测，使系统更加灵活，节省成本。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

无线传感器网络监测装置，其组成包括：无线网关，所述的无线网关连接一组无线中继节点，每个所述的无线中继节点连接一组无线监测节点，所述的无线网关包括微处理器模块一，所述的微处理器模块一分别连接以太网模块和无线传输模块，所述的微处理器模块一采用STM32F107VC芯片，所述的无线传输模块采用CC2430芯片。

所述的无线传感器网络监测装置，所述的无线中继节点包括微处理器模块二，所述的微处理器模块二分别连接无线传输模块、显示模块、测量模块和仪表接口，所述的无线测量节点与所述的无线中继节点相同。

所述的无线传感器网络监测装置，所述的无线网关还包括与所述的微处理器模块一连接的液晶显示模块、键盘接口模块和FLASH/SD卡模块。

有益效果：

1. 本实用新型由无线网关、无线中继节点和无线监测节点三部分组成，无线数据传输模块基于短程无线通信IEEE 802.15.4标准，当系统节点较少且距离较近时可以只由无线基站和无线监测节点构成。当装置规模较大时，可以设置多个无线中继节点，这样就增加系统的传输距离和减少基站的数据流量。整个系统的无线通信协议栈采用msstatePAN协议栈，通过配置msstatePAN协议栈的参数确定整个网络的拓扑结构。无线基站通过以太网与上位机相连，通过ModeBus协议与上位机通信，这样，现在流行的组态软件都可以很方便的与无线基站通信，增加了系统的通用性。

本实用新型采用流行的短程无线通信IEEE 802.15.4标准，装置节点通过无线方式连接，免去布线的繁琐，维护简单方便。将无线传感器网络技术应用于监测领域，其在监测准确度和监测灵活性等方面都具有传统监控手段难以比拟的优势，不仅可以提供更大的灵活性、流动性、省去花在综合布线上的费用和精力，而且通过自适应的组网和无线通信技术使得整个无线传感器节点之间通过分布式协作，实现统计采样、数据融合、查询式监控和动态功能升级等先进的监测措施。

本实用新型可以部分代替目前监测系统中所使用的RS485、CAN、工业以太网等组成的系统，由于其无线的特性，使系统更加灵活，节省成本。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是无线网关的结构示意图。

附图3是无线中继节点或无线监测节点的结构示意图。

具体实施方式：

实施例1：

如附图1-3所示，无线传感器网络监测装置，其组成包括：无线网关1，所述的无线网关连接一组无线中继节点2，每个所述的无线中继节点连接一组无线监测节点3，所述的无线网关包括微处理器模块一4，所述的微处理器模块一分别连接以太网模块5和无线传输模块6，所述的微处理器模块一采用STM32F107VC芯片，所述的无线传输模块采用CC2430芯片。微处理器模块一4的第一个数据信号输出输入端与以太网模块5的数据信号输入输出相连，Cortex-M3微处理器模块一4的第二个数据信号输出输入端与无线传输模块6的数据信号输入输出相连。

实施例2：

所述的无线传感器网络监测装置，所述的无线中继节点包括微处理器模块二7，所述的微处理器模块二分别连接无线传输模块8、显示模块9、测量模块10和仪表接口14，所述的无线测量节点与所述的无线中继节点相同。微处理器模块二7的第一个数据信号输出输入端与无线传输模块8的数据信号输入输出相连，Cortex-M3微处理器模块二7的第二个数据信号输出输入端与测量模块10的数据信号输入输出相连；Cortex-M3微处理器模块二7采用STM32F107VC芯片，无线传输模块8采用CC2430芯片。

实施例3：

所述的无线传感器网络监测装置，所述的无线网关还包括与所述的微处理器模块一连接的液晶显示模块11、键盘接口模块12和FLASH/SD卡模块13和GPRS模块15。FLASH/SD卡模块13的数据信号输出输入端与Cortex-M3微处理器模块一4的第三数据信号输入输出端相连，液晶显示模块11的数据信号输出输入端与Cortex-M3微处理器模块一4的第三数据信号输入输出端相连。

工作过程：

测量模块采集的监测信号送到Cortex-M3微处理器模块进行数据处理，然后通过无线传输模块将数据发送出去；无线网关通过无线传输模块接收无线中继节点或无线监测节点发送来的数据，通过以太网模块传送给上位机进行远程管理，通过显示模块进行测量数据的显示；无线网关可以通过远程网络和控制面板发出控制命令给无线中继节点和无线监测节点。

Claims (3)

1.一种无线传感器网络监测装置，其组成包括：无线网关，其特征是：所述的无线网关连接一组无线中继节点，每个所述的无线中继节点连接一组无线监测节点，所述的无线网关包括微处理器模块一，所述的微处理器模块一分别连接以太网模块和无线传输模块，所述的微处理器模块一采用STM32F107VC芯片，所述的无线传输模块采用CC2430芯片。

2.根据权利要求1所述的无线传感器网络监测装置，其特征是：所述的无线中继节点包括微处理器模块二，所述的微处理器模块二分别连接无线传输模块、显示模块、测量模块和仪表接口，所述的无线测量节点与所述的无线中继节点相同。

3.根据权利要求1或2所述的无线传感器网络监测装置，其特征是：所述的无线网关还包括与所述的微处理器模块一连接的液晶显示模块、键盘接口模块和FLASH/SD卡模块。

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