[实用新型]文物存护环境多参数智能化实时监测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及文物存护环境多参数智能化实时监测系统。

背景技术

无线传感器网络(wireless sensor network)是一个热点的研究领域，它在森林防火、水质监控等环境监测及军事、医疗健康、家庭智能监控和其他商业领域有着广泛的应用前景。无线传感器网络具有传感器节点密度高，网络组网方便，以及节点的功耗低等特点。zigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术，其网络标准基于IEEE 802.15.4。主要适合于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备中，同时支持地理定位功能。ZigBee仂、议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、数据链路层和物理层组成，其中物理层遵循IEEE 802.15.4协议，控制RF收发器工作，采用扩频通信，信号传输距离为室内50m，室外150m。MAC层：遵循IEEE 802.15.4协议，负责设备间无线数据链路，支持各种网络拓扑结构，网络中每个设备为16位地址寻址。网络层建立新的网络，处理节点的进入和离开网络，对节点分配地址，保证节点之间的同步，提供网络的路由，保证数据的完整性，使用可选的AES-128对通信加密。应用层：应用支持层维持器件的功能属性，根据服务和需求使多个器件之间进行通信。无线传感网络系统作为最新推出的技术，虽然已被广泛应用于工业、国防等领域，但在文物保护方面目前还没有研发、制备出适用于文物保存的基于无线传感网络的设备和仪器。文物保存环境监测还处于空白。

实用新型内容

为了解决背景技术中所存在的技术问题，本实用新型提供了一种文物保存环境监测系统，将现代无线通信技术和有线通信技术进行有效结合，形成一整套文物保存环境监测系统，克服传统监控方案的不足，具有实用性和先进性的优势，在现代化的文物保存环境监测中可发挥较好作用。

本实用新型的技术解决方案是：本实用新型为一种文物存护环境多参数智能化实时监测系统，其特殊之处在于：该系统包括用于测量环境参数的传感节点和用于接收传感节点数据的网关；传感节点是多个，传感节点和网关通过无线方式连接。

上述传感节点包括数据采集单元和数据处理/传输单元，所述数据采集单元包括传感器、传感器驱动电路和传感器应用电路；所述数据处理及传输单元包括处理器、存储器和无线传输单元；所述传感器通过传感器驱动电路和传感器应用电路接入处理器，所述存储器和无线传输单元分别与处理器连接。

上述传感节点还包括给传感器、传感器驱动电路、传感器应用电路、存储器、处理器和无线发射/接收单元供电的电源单元。

上述网关包括数据处理和无线传输单元以及嵌入式系统，数据处理和无线传输单元包括处理器、存储器和无线传输单元，存储器和无线传输单元分别和处理器连接，嵌入式系统包括异构网络接口单元以及串口，异构网络接口单元通过串口与处理器连接。

上述监测系统还包括远程服务器，远程服务器通过有线或无线方式与网关连接。

上述监测系统还包括中继节点，所述中继节点转发传感节点数据，传送至网关或其它中继节点，所述传感节点通过中继节点和网关通过无线方式连接。

上述中继节点包括存储各种类型的传感数据并保存整个网络的路由信息的存储器、处理器和无线传输单元；存储器和无线传输单元都分别与处理器相连接。

本实用新型采用的无线传感网络技术是一种新兴的短距离、低速率、低功耗无线网络技术，其综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等等。通过各类集成化的微型传感器，无线传感网络节点协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，再通过嵌入式系统对信息进行处理，最后通过随机自组织的无线通信网络，以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。

由于采用无线传输，无线传感网络克服了许多传统有线网络传输信息的弊病。一方面，在一些物理障碍和特殊环境下，有线网络是不可能实现的。另一方面，与传统的模拟无线通讯相比，数字无线通讯已通过事实证明其所具有的巨大优势。

另外，该无线技术对其网络层协议和API进行了标准化。完全协议用于一次可直接连接到一个设备的基本节点的4K字节或者作为Hub或路由器的协调器的32K字节。每个协调器可连接多达255个节点，而几个协调器则可形成一个网络，对路由传输的数目则没有限制，同时还开发了链路安全层，以保证这种便携设备不会意外泄漏其标识，而且这种利用网络的远距离传输不会被其它节点获得。

本实用新型提出的监测系统的有以下优点：