CN220173421U - 一种自组网温度监测系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种自组网温度监测系统，该系统由带有自组网处理器的温度监测节点和监控服务器组成。各监测节点通过其自组网处理器与设定范围内的其他温度监测节点组成自组网，并可通过多跳通信扩展覆盖范围。所述自组网处理器定时采集温度传感信号，通过射频模块发送至所述自组网中；所述自组网处理器还用于对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围时，发送报警信号至自组网中，以使得所述自组网中其余自组网处理器获知当前异常情况。监控服务器接收、显示并记录自组网中各监测节点的温度数据和报警情况。

Description

一种自组网温度监测系统

技术领域

本申请实施例涉及物联网技术领域或消防领域，具体涉及一种自组网温度监测系统。

背景技术

温度的监测在消防领域和生产生活的多个方面具有重要的作用。在消防方面，感温式火灾检测器是一种典型的火灾报警产品，通过感知环境中的温度异常来判定该区域内是否发生火情。在生产方面，温度监测系统可以监测生产区域(如恒温大棚或冶金工厂等区域)的温度变化。当温度变化出现异常时及时通知管理人员采取相应措施，保障生产的安全，避免损失。

然而对大范围的园区进行温度监测往往需要几百甚至上千个温度检测节点，现有的有线或WIFI型温度监测系统需要布设大量网线或交换机等网络基础设施以完成数据的传输。这不仅占用了不菲的安装成本而且消耗大量的人力物力。在不便于铺设电力或网络的环境中(如山林或农田)，现有的温度监测系统无法将温度数据通知用户进行及时响应，造成人民财产不必要的损失。

发明内容

为此，本申请实施例提供一种自组网温度监测系统，通过自组网技术，不需要借助网络基础设施，也可以实现对园区内所有区域温度监测的功能，从而保障了人民生命安全和财产安全。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：所述系统包括监测节点和监测服务器；其中，监测节点包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器和电源；所述第一自组网处理器与设定范围内其他节点及服务器的自组网处理器组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器连接；所述监测服务器包括：第二自组网处理器、射频模块和监测终端；所述第二自组网处理器分别与射频模块和监测终端相连接；

所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述第一自组网处理器；

所述第一自组网处理器与温度传感器和射频模块电连接，定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中；

所述射频模块用于信号的无线收发传输；

所述监测服务器用于接收、显示并记录自组网中各个监测节点发来的数据和报警信息。

可选的，所述第一自组网处理器还用于：对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围或温度升降温速率异常时，进入警报状态，发送报警信号至自组网中；

当温度数据恢复到正常范围时，停止警报状态并切换至正常状态。

进一步可选的，所述第一自组网处理器收到报警信号或警报解除信号后，会作为中转节点将报警信号或警报解除信号转发出去；

当通信干扰或者中转自组网处理器节点故障时，所述第一自组网处理器还用于自动寻找其他正常运行的第一自组网处理器，转发报警信号；

将报警信号或警报解除信号传输到第二自组网处理器。

进一步可选的，所述监测服务器的监测终端与第二自组网处理器连接；

第二自组网处理器通过射频模块无线接收自组网中各第一自组网处理器通过射频模块发送的警报信号和更换电池信号；

监测终端用于根据接收信号携带的处理器ID定位异常温度位置，或更换电池节点位置，以进行相应处理。

进一步可选的，所述电源用于为所述自组网温度监测系统供电，所述电源采用电池供电，或者电线和电池双供电模式。

进一步可选的，还包括：第一指示模块；针对进入警报状态的第一自组网处理器，所述第一指示模块用于向用户发出指示信号。

进一步可选的，所述第一自组网处理器还用于对所述电源的电量进行监控，当电量低于阈值时，通过第二指示模块提示故障状态，并发送更换电池信号至所述监测服务器。

综上所述，本申请实施例提供了一种自组网温度监测系统，所述系统包括：监测节点和监测服务器。其中监测节点包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器、第一指示模块，第二指示模块和电源；所述第一自组网处理器与设定范围内的自组网处理器(包含监测节点的第一自组网处理器以及监测服务器的第二自组网处理器)组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器、所述第一指示模块、第二指示模块连接；所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述第一自组网处理器；所述第一自组网处理器定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中；所述第一自组网处理器还用于对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围时，控制第一指示模块提示报警状态，并发送报警信号至自组网中。所述第一自组网处理器还用于对电源电量进行检测，在所述电量低于阈值时，控制第二指示模块提示故障状态，并发送更换电源信号至自组网中。所述监测服务器包括：第二自组网处理器，射频模块和检测终端。第二自组网处理器通过射频模块无线接收自组网中的报警信号和更换电源信号，所述监测终端定位节点位置，进行相应处理。通过自组网技术，可以不需要借助网络基础设施，便实现对大范围园区内各个位置的温度监测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本申请实施例提供的一种自组网温度监测系统框图；

图2为本申请实施例提供的一种自组网温度监测系统中自组网温度监测系统电路原理图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个实施例中，提供了一种自组网温度监测系统，其特征在于，所述系统包括监测节点和监测服务器；其中，监测节点包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器和电源；所述第一自组网处理器与设定范围内其他节点及服务器的自组网处理器组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器连接；所述监测服务器包括：第二自组网处理器、射频模块和监测终端；所述第二自组网处理器分别与射频模块和监测终端相连接；

所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述第一自组网处理器；

所述第一自组网处理器与温度传感器和射频模块电连接，定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中；

所述射频模块用于信号的无线收发传输；

所述监测服务器用于接收、显示并记录自组网中各个监测节点发来的数据和报警信息。

在一个实施例种，所述第一自组网处理器还用于：对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围或温度升降温速率异常时，进入警报状态，发送报警信号至自组网中；

当温度数据恢复到正常范围时，停止警报状态并切换至正常状态。

在一个实施例中，所述第一自组网处理器收到报警信号或警报解除信号后，会作为中转节点将报警信号或警报解除信号转发出去；

当通信干扰或者中转自组网处理器节点故障时，所述第一自组网处理器还用于自动寻找其他正常运行的第一自组网处理器，转发报警信号；

将报警信号或警报解除信号传输到第二自组网处理器。

在一个实施例中，所述监测服务器的监测终端与第二自组网处理器连接；

第二自组网处理器通过射频模块无线接收自组网中各第一自组网处理器通过射频模块发送的警报信号和更换电池信号；

监测终端用于根据接收信号携带的处理器ID定位异常温度位置，或更换电池节点位置，以进行相应处理。

在一个实施例中，所述电源用于为所述自组网温度监测系统供电，所述电源采用电池供电，或者电线和电池双供电模式。

在一个实施例中，还包括：第一指示模块；针对进入警报状态的第一自组网处理器，所述第一指示模块用于向用户发出指示信号。

在一个实施例中，所述第一自组网处理器还用于对所述电源的电量进行监控，当电量低于阈值时，通过第二指示模块提示故障状态，并发送更换电池信号至所述监测服务器。

基于现有技术中的缺陷，本申请实施例提供一种自组网温度监测系统，在不需要交换机、路由器等网络基础设施的情况下，实现楼宇或园区内各点温度的监测和报警。

图1示出了本申请实施例提供的自组网温度监测系统结构示意图，其中，自组网处理器1为第一自组网处理器，自组网处理器2为第二自组网处理器。所述系统包括一个或多个监测节点和监测服务器。其中监测节点包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器和电源。第一自组网处理器是监测节点的核心，内部程序嵌入自组网通信协议，能够与设定范围内的其他监测节点处理器1及监测服务器的第一自组网处理器自发的组成自组网，并能实现数据的多跳转发。

在一个实施例中，图2为本申请实施例提供的一种自组网温度监测系统中自组网温度监测系统电路原理图。

在一种实施例中，所述自组网温度监测系统包含多个分布于设定范围内不同监测位置的检测节点。

其中所述第一自组网处理器与设定范围内的自组网处理器组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器连接。

所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述自组网处理器。

所述第一自组网处理器定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中。

所述第一自组网处理器还用于对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围时，进入警报状态，并发送报警信号至自组网中。在报警状态下，第一指示模块可以发出语音指示，或发出灯光闪烁以指示用户当前的温度异常状态。本领域技术人员可以理解的是，只要能实现提示功能即可，具体的提示方式，在此不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述自组网处理器还用于：实时采集所述温度传感信号，当温度数据恢复到正常范围时，停止报警状态并切换至正常状态，并发送警报解除信号至所述自组网中的其余自组网处理器。也就是处理器1连续的采集温度传感器的数据，当发现传感器恢复到正常值时，取消报警状态，切换回正常状态，并通知自组网中的其他模块。

在一种可能的实施方式中，所述自组网中其余第一自组网处理器收到报警信号后，转发报警信号至所述自组网中的其他未收到报警信息的自组网处理器，以实现自组网处理器之间的多跳通信。

在一种可能的实施方式中，当通信干扰或者中转自组网处理器节点故障时，所述第一自组网处理器还用于自动寻找其他正常运行的自组网处理器，转发报警信号。

本申请实施例可以实现多跳通信。也就是说，一个节点发现异常，发送给周边的节点，这些节点可以再转发异常信息给更远的节点。也就是从节点A->B->C->D。如果因为通信干扰或者节点故障问题，节点B无法转发。那么自组网会自动寻找新的路径，A->E->C->D，因此既可以扩大覆盖范围，又提高整个网络的鲁棒性。

在一种可能的实施方式中，所述系统还包括：监测服务器；所述监测服务器包含的第二自组网处理器用于通过射频模块接收自组网中其余各第一自组网处理器发送的警报信号，还用于根据信号携带的处理器ID定位报警节点位置或更换电源节点位置，以进行相应处理。监测服务器包含的监测终端负责呈现和存储各个节点发送或转发来的信息。服务器的设置场合不限于楼宇，也可以是厂房、园区等等。

在一种可能的实施方式中，所述电源用于为所述自组网温度监测系统供电，所述电源采用电池供电，或者电线和电池双供电模式。

在一种可能的实施方式中，所述自组网处理器还用于对所述监测节点电源的电量进行监控，当电量低于阈值时，该节点第二指示单元向用户发出指示信号，提示更换电池。发送更换电池信号至所述监测服务器。第二指示模块可以发出语音指示，或发出灯光闪烁以指示用户当前的温度异常状态。本领域技术人员可以理解的是，只要能实现提示功能即可，具体的提示方式，在此不做限定。第一指示模块和第二指示模块只是功能上的区分，具体的可由同一器件实现其功能。

在一种可能的实施方式中，所述自组网通信协议包括但不限于Zigbee、6LoWPAN、Z-Wave或者MESH。自组网不需要额外设置机房，也无需搭建交换机、路由器等基础性设施，以温度监测节点间多跳接力组网为跳板来对使用范围进行大面积覆盖。

在一种可能的实施方式中，所述射频模块主要包括天线，还可以包括滤波器和功率放大器。

在一种可能的实施方式中，所述监测节点的射频模块负责以无线电波形式发送该节点第一自组网处理器所输出的信息，并且接收自组网中其他节点的信息。所述监测服务器的射频模块负责接收各监测节点所发出的无线电波信息，并将其馈入自组网服务器2中。

本申请实施例解决了现有温度监测系统彼此无法互联和依赖于网络基础设施的问题。无线自组网温度监测系统可广泛应用于写字楼，居民楼，温室农田，冶金工厂等各种场合。不同于现有温度监测系统，本申请实施例具有自组网、多跳级联、节点自我管理等优点，可以大幅降低网络部署的成本和复杂程度。可将整个园区内的各个温度监测节点进行组网，从而当其中一个温度监测节点发现异常时，可以及时的通知其他各个节点，保护人民生命和生产安全。

在一种可能的实施方式中，自组网协议可采用Zigbee技术实现。自组网处理器采用TI公司的CC2530或者Siliconlabs公司的EFR32MG21实现。这两款处理器芯片是内部集成射频通信模块的SOC芯片，可实现系统控制和Zigbee通信。Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。其特点是低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。可以实现园区内温度监测系统的自组网，及数据的多跳转发通信，是一种高可靠性的无线数传网络。每个Zigbee节点既可以对所连接的传感器进行数据实时采集和监控，也可以自动中转别的节点传来的数据。

第一自组网处理器定时采集温度传感器发来的信号，并将采集到的数据通过射频模块发送到自组网中。为节省温度监测节点电量，正常状态下，采集间隔可设置为1分钟至10分钟。温度传感器采用DS18B20芯片实现。第一自组网处理器对采集的数据运行判定算法，当温度传感器的数值高于或低于阈值，或不正常升高/降低时，判定为发生异常，进入报警状态。

在一种可能的实施方式中，在报警状态下，处理器1控制第一指示模块发出警报声或闪烁红灯，且把信号通过射频模块发送到自组网中，提醒其他温度监测节点出现异常。处理器1每隔1秒采集温度传感器的数据，当发现传感器恢复到正常值时，取消报警状态切换回正常状态，并通知自组网中的其他节点。

在一种可能的实施方式中，在使用CC2530芯片作为处理器情况下，由于芯片内部已经集成了射频信号收发电路，因此外围的射频模块只需由滤波器电路和天线即可实现。在特殊环境下，如地下室或节点间距较远时，射频模块可以增加功率放大器。

在一种实施例中，各个温度监测节点可以通过多次转发将信息覆盖整个园区。当其中一个温度监测节点A发现温度异常，可通过节点C，转发给节点G。当因为通信干扰或者节点故障，C节点无法转发信息时。自组网可以自动寻找其他的路径，如通过A->B->E->G路径或者通过A->D->F->G路径，将信息发送给远端节点G。

综上所述，本申请实施例提供了一种自组网温度监测系统，所述系统包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器和电源；所述第一自组网处理器与设定范围内的温度监测系统的自组网处理器组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器、第一指示模块、第二指示模块连接；所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述第一自组网处理器；所述第一自组网处理器定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中；所述第一自组网处理器还用于对采集的温度数据进行判定，在温度数据处于异常范围时，触发所述第一指示模块发出警报声，或指示灯闪烁，并发送报警信号至自组网中。通过自组网技术，在不需要网络基础设施的情况下及时的获得园区范围内各个位置的温度监测信息。所述监测服务器包括：第二自组网处理器，射频模块和检测终端。第二自组网处理器通过射频模块无线接收自组网中的报警信号和更换电源信号，所述监测终端定位节点位置，进行相应处理。通过自组网技术，可以不需要借助网络基础设施，便实现对大范围园区内各个位置的温度监测。

本说明书中上述方法的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然本申请提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的手段可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行，例如并行处理器或者多线程处理的环境，甚至为分布式数据处理环境。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、产品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、产品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，并不排除在包括所述要素的过程、方法、产品或者设备中还存在另外的相同或等同要素。

上述实施例阐明的单元、装置或模块等，具体可以由计算机芯片或实体实现，或者由具有某种功能的产品来实现。为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本申请时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构、类等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，移动终端，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中的各个实施例采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。

以上所述的具体实施例，对本申请的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本申请的具体实施例而已，并不用于限定本申请的保护范围，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种自组网温度监测系统，其特征在于，所述系统包括监测节点和监测服务器；其中，监测节点包括：嵌入自组网通信协议的第一自组网处理器、射频模块、温度传感器和电源；所述第一自组网处理器与设定范围内其他节点及服务器的自组网处理器组成自组网；所述第一自组网处理器分别与所述射频模块、所述温度传感器连接；所述监测服务器包括：第二自组网处理器、射频模块和监测终端；所述第二自组网处理器分别与射频模块和监测终端相连接；

所述温度传感器用于实时获取环境温度，发送温度传感信号至所述第一自组网处理器；

所述第一自组网处理器与温度传感器和射频模块电连接，定时采集所述温度传感信号，通过所述射频模块发送至所述自组网中；

所述射频模块用于信号的无线收发传输；

所述监测服务器用于接收、显示并记录自组网中各个监测节点发来的数据和报警信息。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一自组网处理器还用于：对采集的温度数据进行判定，在所述温度数据处于异常范围或温度升降温速率异常时，进入警报状态，发送报警信号至自组网中；

当温度数据恢复到正常范围时，停止警报状态并切换至正常状态。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一自组网处理器收到报警信号或警报解除信号后，会作为中转节点将报警信号或警报解除信号转发出去；

当通信干扰或者中转自组网处理器节点故障时，所述第一自组网处理器还用于自动寻找其他正常运行的第一自组网处理器，转发报警信号；

将报警信号或警报解除信号传输到第二自组网处理器。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述监测服务器的监测终端与第二自组网处理器连接；

第二自组网处理器通过射频模块无线接收自组网中各第一自组网处理器通过射频模块发送的警报信号和更换电池信号；

监测终端用于根据接收信号携带的处理器ID定位异常温度位置，或更换电池节点位置，以进行相应处理。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电源用于为所述自组网温度监测系统供电，所述电源采用电池供电，或者电线和电池双供电模式。

6.如权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：第一指示模块；针对进入警报状态的第一自组网处理器，所述第一指示模块用于向用户发出指示信号。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述第一自组网处理器还用于对所述电源的电量进行监控，当电量低于阈值时，通过第二指示模块提示故障状态，并发送更换电池信号至所述监测服务器。