CN203274797U

CN203274797U - 基于Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置

Info

Publication number: CN203274797U
Application number: CN 201320231396
Authority: CN
Inventors: 周杰; 罗希昌; 杜景林
Original assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Information Science and Technology
Priority date: 2013-05-02
Filing date: 2013-05-02
Publication date: 2013-11-06
Anticipated expiration: 2023-05-02

Abstract

本实用新型公开的基于Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，包括传感器装置、网关装置以及客户端，传感器装置包括传感器、信号调理装置、处理与通信装置和电源装置，网关装置包括Zigbee装置、处理装置、蓝牙装置以及声光报警装置，传感器连接到信号调理装置，信号调理装置连接到处理与通信装置，电源装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置，Zigbee装置、蓝牙装置以及声光报警装置均连接到处理装置，客户端通过蓝牙装置与处理装置实施信息交互。本实用新型结构简单，系统构架稳定，有利于使用者及时了解室内环境质量，并且直观地反馈和预警室内环境空气质量，实现对室内空气质量的智能化监控。

Description

基于Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置

技术领域

本实用新型涉及一种室内环境监控系统，特别是基于Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置。

背景技术

室内环境质量的好坏直接关系到人们的身心健康，而现代社会人们的生活方式则更容易造成室内环境的污染，如居室的装修，气体燃料的使用，电子电器的普及等，这些都加剧了室内空气质量的下降和室内电磁辐射的加强。但是由于大部分污染要素不是显而易见的，很多情况下室内环境质量的下降并不能被及时发现，从而造成了人们长期生活在不良的室内环境中，对人的身体健康造成了巨大危害。目前虽然有不少样式的测量仪器，但往往因为成本或实用性问题而没有走向普通大众家庭。如公开号为CN101915597A公布了一种基于单片机的室内环境监测装置，该系统由传感器电路、单片机、液晶显示屏和声光报警器构成。该装置只能进行单个房间的环境监测，不能同时对多个房间进行监测和集中管理。又如公开号为CN201508245U公布了一种室内环境检测系统，该系统包括终端采集节点、路由节点、中心处理节点和远程监控PC，其中中心节点和远程监控PC之间用网线相连接，通过Internet进行数据传输，该系统结构复杂，成本高，部署不便，不适合普通家庭使用。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型公开的基于Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，结构简单，使用方便，对室内环境监测监控质量好，效率高，能够直观地显示和预警室内环境质量。

本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，包括传感器装置、网关装置以及客户端，所述传感器装置包括传感器、信号调理装置、处理与通信装置和电源装置，所述网关装置包括Zigbee装置、处理装置、蓝牙装置以及声光报警装置，所述传感器连接到信号调理装置，所述信号调理装置连接到处理与通信装置，所述电源装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置，所述Zigbee装置、蓝牙装置以及声光报警装置均连接到处理装置，所述客户端通过蓝牙装置与处理装置实施信息交互。本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，结构简单，系统构架稳定，有利于使用者及时了解室内环境质量，实现对室内空气质量的智能化监控，并且直观地反馈和预警室内环境空气质量，有利于提高人们室内生活环境的质量，从而保证室内生活水平，有利于保证人们的身体健康。

本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置的一种改进，所述传感器包括温度传感器或湿度传感器或光照传感器或电磁传感器或一氧化碳传感器或甲醛传感器或二氧化碳传感器中的至少一种。本改进通过设置的多种空气质量采集传感器，具有采集因素全面，对室内环境质量监控全面，监控效果好，有利于保证室内环境的质量与效果。

本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置的又一种改进，所述电源装置包括锂电池以及电压转换装置，所述电压转换装置连接到锂电池，所述电压转换装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置。本改进通过设置的电源装置，供电稳定，实用性好，具有良好的稳定性，从而保障各器件的运行稳定和运行效率。

本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，结构简单，系统构架稳定，质量健康范围广，对室内环境质量的监控效果好，有利于使用者及时了解室内环境质量，实现对室内空气质量的智能化监控，并且直观地反馈和预警室内环境空气质量，有利于提高人们室内生活环境的质量，从而保证室内生活水平，有利于保证人们的身体健康。

附图说明

图1、本实用新型的系统结构图；

图2、本实用新型公开的传感器装置的结构示意图；

图3、本实用新型公开的信号调理装置的电路原理图；

图4、本实用新型公开的电源转换装置的原理图；

图5、本实用新型公开的处理与通信装置的电路原理图；

图6、本实用新型公开的声光报警装置的电路原理图；

图7、本实用新型公开的蓝牙装置的电路原理图；

图8、本实用新型公开的客户端的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1至图8所示，本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，包括传感器装置、网关装置以及客户端，所述传感器装置包括传感器、信号调理装置、处理与通信装置和电源装置，所述网关装置包括Zigbee装置、处理装置、蓝牙装置以及声光报警装置，所述传感器连接到信号调理装置，所述信号调理装置连接到处理与通信装置，所述电源装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置，所述Zigbee装置、蓝牙装置以及声光报警装置均连接到处理装置，所述客户端通过蓝牙装置与处理装置实施信息交互。本实用新型公开的基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，结构简单，系统构架稳定，有利于使用者及时了解室内环境质量，实现对室内空气质量的智能化监控，并且直观地反馈和预警室内环境空气质量，有利于提高人们室内生活环境的质量，从而保证室内生活水平，有利于保证人们的身体健康。

作为一种优选，所述传感器包括温度传感器或湿度传感器或光照传感器或电磁传感器或一氧化碳传感器或甲醛传感器或二氧化碳传感器中的至少一种。通过设置的多种空气质量采集传感器，具有采集因素全面，对室内环境质量监控全面，监控效果好，有利于保证室内环境的质量与效果。

作为一种优选，所述电源装置包括锂电池以及电压转换装置，所述电压转换装置连接到锂电池，所述电压转换装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置。通过设置的电源装置，供电稳定，实用性好，具有良好的稳定性，从而保障各器件的运行稳定和运行效率。

实施例

本实用新型由传感器装置、网关装置和客户端构成，如图2所示，传感器装置包括传感器，处理与通信装置和电源装置，负责采集室内的温湿度、有害气体浓度和电磁辐射强度等信息。网关装置包括zigbee装置、处理装置、蓝牙装置和声光报警装置，负责汇聚和处理来自传感器装置的信息，当传感器数据中出现不符合健康指标的参数时，通过声光报警装置进行报警，并通过串口把信息送给蓝牙装置，以供客户端采集查看。客户端使用带有蓝牙装置的便携式设备，通过蓝牙装置接收来自网关装置的数据，客户端通过蓝牙装置的通信接口组件读取数据，对数据进行处理，并通过可视化界面展示数据。

传感器装置的传感器包含一氧化碳传感器、二氧化硫传感器、臭氧传感器和甲醛传感器四种气体传感器，因为这四种气体对人体的危害最大。这四种传感器都采用ME-3型电化学气体传感器，该型号传感器为三电极传感器，需要经过如图3所示的信号调理装置将输出信号转化为电流信号，输出的电流信号在经过电流-电压转换电路转变为与气体浓度呈线性的电压信号，该信号从传感器装置的输出端输出。

处理与通信装置采用TI公司的片上系统CC2530芯片，该芯片集成了一颗工业级的8051单片机和一颗符合Zigbee协议物理层标准的CC2520射频芯片。CC2530的P0.0至P0.7内置8通道AD转换器的输入引脚。传感器模块的4个输出端分别接到CC2530的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3引脚，将4路电压信号送入AD转换器进行转换。

传感器装置的电源装置包括3.7V电压输出的锂电池和电压转换装置，如图4所示，电压转换装置由一片AMS1117和一片MAX600构成，分别转换出CC2530所需要的3.3V电压和电化学气体传感器所需要的负3.3V电压。

网关装置由Zigbee装置，如CC2530模块、蓝牙装置如BMX-2X蓝牙模块和声光报警装置组成，并采用5V电源适配器进行供电。CC2530模块的P1_4（RX）引脚和P1_5（TX）引脚分别于蓝牙模块的第1引脚（UART_TX）和第2引脚（UART_RX）相连接，CC2530的P1.0引脚连接声光报警电路。CC2530模块收集传感器装置发送来的信息，对信息进行处理，如果有传感器数据不符合健康标准，则通过P1.0引脚输出低电平，此时用于报警提示的LED灯点亮，蜂鸣器鸣响。同时，CC2530模块通过串口把数据发送到蓝牙模块，并控制蓝牙模块进行数据传输。

客户端选用带有蓝牙模块的智能手机等，客户端软件基于Android系统进行开发。如图8所示，客户端软件打开后，首先查找蓝牙设备，找到目标设备（网关装置）后，与网关装置进行匹配，匹配成功以后开始读取数据，软件中的数据处理模块对读取到的数据进行分类、对比，对各项参数指标作出评估，然后将符合指标的数据和不符合指标的数据分别以不同的状态进行图形化展示，使用户能够方便直观地了解当前室内环境状况。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本实用新型的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.基于Zigbee 和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，其特征在于：包括传感器装置、网关装置以及客户端，所述传感器装置包括传感器、信号调理装置、处理与通信装置和电源装置，所述网关装置包括Zigbee装置、处理装置、蓝牙装置以及声光报警装置，所述传感器连接到信号调理装置，所述信号调理装置连接到处理与通信装置，所述电源装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置，所述Zigbee装置、蓝牙装置以及声光报警装置均连接到处理装置，所述客户端通过蓝牙装置与处理装置实施信息交互。

2.根据权利要求1所述的Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，其特征在于：所述传感器包括温度传感器或湿度传感器或光照传感器或电磁传感器或一氧化碳传感器或甲醛传感器或二氧化碳传感器中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的Zigbee和蓝牙异构网络的室内环境监测装置，其特征在于：所述电源装置包括锂电池以及电压转换装置，所述电压转换装置连接到锂电池，所述电压转换装置连接到传感器、信号调理装置以及处理与通信装置。