CN202351226U - 基于ZigBee的城市空气质量监测系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型为实现监测城市空气环境质量而设计的一种系统。其中包括GPRS模块、监测器模块、ZigBee无线通信模块、监控终端。所述的GPRS模块用于无线信息的接收与发送；所述的监测器模块用于无线终端信息的协调并通过GPRS与监控终端通信；所述的ZigBee无线通信模块用于空气质量信息的发送；所述的监控终端用于空气质量信息的处理。本实用新型具有灵活、高效、安全、智能化的特点，为掌握城市环境情况带来极大便利。

Description

基于 ZigBee 的城市空气质量监测系统
技术领域
本实用新型涉及环境监测领域，具体涉及一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统。
背景技术
Zigbee是部署无线传感器网络的新技术。它是一种短距离、　低速率无线网络技术，是一种介于无线标记技术和BlueTooth（蓝牙）之间的技术提案。在标准林立的短距离无线通信领域，可以说，Zigbee的快速发展是令人始料不及的，可以毫不夸张地说：“在未来的数年内，从家用电器到玩具、从工厂控制到汽车控制，ZigBee技术将走入我们生活的方方面面。”
洁净大气是人类赖于生存的必要条件之一，一个人在五个星期内不吃饭或5天内不喝水，尚能维持生命，但超过5分钟不呼吸空气，便会死亡，人体每天需要吸入10─12立方米的空气。大气有一定的自我净化能力，因自然过程等进入大气的污染物，由大气自我净化过程从大气移除，从而维持洁净大气。
但是，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中健康就会受到影响。因此对城市空气质量进行监测以便进一步管理便势在必行。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型采用ZigBee无线网络技术，能够实现低成本、低功耗和低速率的无线通信。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于：包括GPRS模块、监测器模块、第一ZigBee无线通信模块、监控终端，所述的GPRS模块与监控终端连接；
所述的监控终端用于空气质量信息的处理；
所述的GPRS模块与监控终端相连接，用于无线信息的接收与发送；
所述的监测器模块用于无线终端信息的整合与协调并通过GPRS发送给监控终端。
本实用新型的第一优选方案为，其特征在于：GPRS模块包括Q2403。
本实用新型的第二优选方案为，其特征在于：监测器模块包括MC9S08GB60微处理器，第二ZigBee无线通信模块，GPRS模块。
本实用新型的第三优选方案为，其特征在于：所述的第一ZigBee无线通信模块包括芯片和天线，芯片和天线通过平衡/非平衡阻抗转换电路连接，芯片包括MC13192；
更进一步，ZigBee无线通信模块包括空气质量传感器QS-01及MC9S08GB60单片机，QS-01、GPRS模块与MC9S08GB60连接。
本实用新型的第四优选方案为，其特征在于：所述的监控终端包括
VC++编写的图形界面。
本实用新型的技术构思是：无线终端监测空气质量，同时无线终端通过ZigBee技术向监控中心报告空气质量信息，监控中心保存并处理空气质量信息。
本实用新型的技术优势：实现了低成本，低速率，低功耗的可靠城市空气质量监测。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步描述。
附图说明
图1本实施例整体框图。
图2为本实施例监控终端与GPRS模块连接示意图。
图3为本实施例监测器模块电路示意图。
图4为本实施例ZigBee无线通信模块示意图。
图5为本实施例监控中心程序图。
图6为本实施例无线通信模块程序图。
具体实施方式
参照图1所示，本实用新型采用了ZigBee和GPRS网络技术，在城市内多点安装具有ZigBee功能的“无线发送器”，监控中心包含GPRS模块，一方面，它接收各无线发送器发送过来的信号，另一方面，它向请求服务的一端发送回馈信息。
图2为本实施例监控终端与GPRS模块连接示意图。GPRS模块选
择WAVECOM公司的Q2403，该模块下载速度为5316kb/s，上传速度为2618kb/s。模块提供一个符合V24协议的异步串行通信接口，支持加密算法，集成射频电路和基带于一体，性能稳定，可以快速、可靠的传输，Q2403与微处理器通过串行接口相连接。
图3为本实施例监测器模块电路示意图。该部分由89C51处理器、无线GPRS模块、无线ZigBee通信模块等组成，该处理器具有低功耗，
高性价比等优点，降低了成本并减少了系统的复杂度；GPRS既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据传输，数据传输速度快。
图4为本实施例ZigBee无线通信模块示意图。MC13192是IEEE 802.15.4 标准兼容的2.4GHz 低功耗收发器。MC13192收发器包括用于IEEE® 802.15.4标准的完整的802.15.4物理层（PHY）调制解调器，该标准支持对等，星形和网状网络以及低噪音放大器，正常输出功率1mW的功率放大器以及集成了压控振荡器（VCO）的PLL，电源转换与所有的扩展频谱的编码和解码功能。MC13192支持250 kbps的O-QPSK，和合适的MCU如89C51组合，可以提供低成本的短距离的数据连接和网络。由于MC13192的射频信号采用差分方式，而倒F型天线为单端天线，所以在芯片和天线间需使用平衡/非平衡阻抗转换电路，以达到最佳收发效果；89C51处理器完成空气信息采集。
图5为本实施例监控中心程序图。上电后微处理器首先分别进行
GPRS模块和ZigBee协议栈的初始化工作，然后进行信道扫描及空闲
信道评估，选择合适的工作信道，选择合适的网络标识，启动ZigBee网络发送超帧，等待ZigBee设备的连接请求。当其接收到某设备的连接请求，并经过认证后，确认是合法的设备，便发出允许连接命令，连接建立后开始正式的信息处理。
图6为本实施例无线通信模块程序图。ZigBee设备上电后首先初始化ZigBee协议栈，然后采集空气质量信息，采集完毕后，开始信道扫描，发出建立连接的请求，连接建立后，发出自己的相关信息，之后断开连接请求。

Claims (4)

1. 一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于：包括GPRS模块、监测器模块、第一ZigBee无线通信模块、监控终端，所述的GPRS模块与监控终端连接；
所述的监控终端用于空气质量信息的处理；
所述的GPRS模块与监控终端相连接，用于无线信息的接收与发送；
所述的监测器模块用于无线终端信息的整合与协调并通过GPRS发送给监控终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于：GPRS模块包括Q2403。
3.根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于：监测器模块包括MC9S08GB60微处理器，第二ZigBee无线通信模块，GPRS模块。
4. 根据权利要求1所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于：所述的第一ZigBee无线通信模块包括芯片和天线，芯片和天线通过平衡/非平衡阻抗转换电路连接，芯片包括MC13192；
更进一步，ZigBee无线通信模块包括空气质量传感器QS-01及MC9S08GB60单片机，QS-01、GPRS模块与MC9S08GB60连接。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103885094A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 苏州工业园区新宏博通讯科技有限公司 空气质量监测系统

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