[实用新型]远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线传感器节点，尤其是涉及一种远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点。

背景技术

随着半导体技术、计算机技术、通信技术等信息技术的发展与高科技的不断进步，人们的生活水平有了很大的提高，环境问题开始引起人们的重视。城市人口居住较为密集，城市周边企业也较多，来自于工业和市民生活所带来的空气污染问题一直是各个国家和市民关注的问题。各个国家和政府也一直在致力于改善城市的生活质量，而改善城市空气质量的第一步就是全面获取和了解城市空气质量参数。以往的做法是采集原始数据后再进行实验室分析，需要投入大量的人力物力，收效甚微。基于无线互联网络的价格低廉、高效的远程检测系统为人们及时掌握瞬息万变的空气质量参数提供了可能。在环境参数检测系统中最重要的是信息采集终端，即传感器节点，传感器节点主要负责数据的采集、传送。每一个远程检测系统都需要在监测区域布置大量的传感器节点。无线传感器网络内的节点大多采用射频收发模块将数据上传至主节点，再与监控中心通信且网络内通信时序由监控中心统一控制。因此，传感器节点就是整个监测网络的基本单元，节点的稳定运行是整个网络可靠性的基本保证，所以在设计时力求简单可靠、功能强大、价格低廉。然而，国内目前所采用的传感器节点在设计和制造方面均不同程度地存在传感器节点信息采集与传送不准确、时断时续、传感器节点之间的通信能力差、传感器节点功能单一、寿命短、不便于维护等多种缺陷和不足。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点，其安装及维护方便、功耗低、信息传送稳定可靠且自定位能力强、通信功能强，能解决现有节点存在的信息采集与传送不准确、数据传输时断时续、节点之间通信能力差、功能单一、寿命短、不便于维护等缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点，其特征在于：包括由对被监测区域空气质量的相关参数进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块、与传感器模块相接的CPU处理模块、与CPU处理模块相接且用于自动搜索邻近无线传感器节点的短距离无线通信模块、按照时间先后顺序对传感器模块所采集的数据与CPU处理模块的相关工作参数进行同步存储并相应建立采样历史记录与工作参数日志的数据存储模块、将传感器模块所采集数据进行同步上传的RF收发器、分别与CPU处理模块相接的自主定位模块和计时模块以及为传感器模块、CPU处理模块、短距离无线通信模块和RF收发器进行供电的电源模块，所述数据存储模块和RF收发器均与CPU处理模块相接，所述CPU处理模块内部集成有对传感器模块所采样数据进行自动校验的数据纠错模块，所述CPU处理模块通过短距离无线通信模块与自动搜索到的邻近无线传感器节点进行双向通信，所述传感器模块、CPU处理模块、短距离无线通信模块和RF收发器均与电源模块相接，且电源模块通过CPU处理模块对自主定位模块和计时模块进行供电。

上述远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点，其特征是：多个所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化硫传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器，所述温度传感器、湿度传感器、二氧化硫传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器均通过传感器接口与CPU处理模块相接。

上述远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点，其特征是：所 述温度传感器、湿度传感器、二氧化硫传感器、二氧化碳传感器和粉尘浓度传感器均为模拟信号传感器且均通过A/D转换器与传感器接口相接。

上述远距离自动采样测量空气质量的无线传感器节点，其特征是：所述CPU处理模块为芯片MCF5307。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、采用低功耗节能单片机，大大延长了电池的使用寿命，传感器节点外壳采用防水、防晒、耐腐蚀、高强度复合材料制成，大大延长了节点工作期限。

2、一个传感器节点可接入一种或多种感知器，各传感器节点信息传播的范围和速度大，传感器工作状态采用远程唤醒机制，能节省电力。

3、传感器节点采用太阳能电池供电，并备有可充电电池，保证节点供电稳定，并且可使整个传感器网络具有可重构和易调整性、方便维护和管理。

4、可通过远程命令对传感器节点进行参数修改和程序升级。

5、节点负责连接无线传感器网络和外部网络的通信(具体通过短距离无线通信模块和RF收发器来实现)，实现两种网络通信协议间的转换，发送控制命令到传感器网络内部节点，以及传送节点的信息到数据中心。