[实用新型]一种用于空气中一氧化碳浓度监测的无线传感器网络节点

说明书

技术领域

本实用新型属于空气监测领域，具体涉及一种适合大规模部署的、具有无线自组织能力的用于空气中一氧化碳浓度监测的无线传感器网络节点。 

背景技术

随着当代社会工业化、城市化的发展，空气污染的状况日益严重,已经引起了广泛重视。为促进我国低碳经济发展模式的形成，对空气环境的监测与治理显得至关重要。随着对空气质量监测需求的增多，环保意识的增强，迫切需要开发一套可扩展性强、价格便宜、容易维护、安全有效、能够实时进行监测的空气污染监测系统。目前，我国对城市空气污染监测的方法主要有：1）传统方法，即人工取样实验室分析的方法。这种方法只能得到监测区域内某段时间内的监测值，无法进行实时监测，监测结果受人为的影响很大。同时，当监测区域有害气体浓度很高时会严重伤害监测人员的身体健康。2）目前比较流行的在线监测，多采用国外进口的自动化大气环境监测设备进行监测。这种监测方法，尽管能够实现实时监测，但所用设备结构复杂、价格昂贵、难以维护、运营成本高且其工作环境苛刻。 

实用新型内容

针对现有技术上存在的不足，本实用新型在于提供一种适合大规模部署的、具有无线自组织能力的用于一氧化碳气体监测的无线传感器网络节点。该节点将无线传感技术、嵌入式技术和无线自组网技术相结合，克服了传统空气污染监测领域的不足，设计合理，易于部署，可扩展性好，方便灵活，适合推广应用。 

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现： 

一种用于空气中一氧化碳浓度监测的无线传感器网络节点，包括数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块四部分，所述电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电；所述数据采集模块包括一氧化碳传感器以及信号调理电路，所述一氧化碳传感器为瑞士Membrapor公司的CO/CF-1000，接口为I²C总线接口。

上述数据处理模块是单片机Atmega128L模块，包括处理器、A/D转换电路、存储器以及无线通信接口，所述A/D转换电路将信号调理电路生成的模拟量进行量化、编码，产生相应的数字信号，然后将该数字信号传送给处理器进行处理。 

上述无线通信模块采用射频模块CC2420，配置倒F型PCB天线，与IEEE 802.15.4兼容，工作在2.4GHz频段，通信范围可达10 m -75m，用于负责收发监测数据及交换控制信息，所述射频模块CC2420通过处理器进行工作。 

本实用新型与现有技术相比具有以下优点： 

1、设计合理,易于部署，可扩展性好，适合大规模应用。

2、既能用普通的五号电池供电，也能用太阳能充电电池供电。 

3、采用多级异构分簇路由协议，能够实现快速自组网。 

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型； 

       图1为本实用新型的结构图；

       图2为本实用新型的软件流程图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。 

如图1所示，一种用于空气中一氧化碳浓度监测的无线传感器网络节点，包括数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块及电源模块四部分，电源模块分别对数据采集模块、数据处理模块、无线通信模块进行供电；数据采集模块包括一氧化碳传感器以及信号调理电路，所述一氧化碳传感器为瑞士Membrapor公司的CO/CF-1000，接口为I²C总线接口。 

数据处理模块是单片机Atmega128L模块，包括处理器、A/D转换电路、存储器以及无线通信接口， A/D转换电路将信号调理电路生成的模拟量进行量化、编码，产生相应的数字信号，然后将该数字信号传送给处理器进行处理。 

无线通信模块采用射频模块CC2420，配置倒F型PCB天线，与IEEE 802.15.4兼容，工作在2.4GHz频段，通信范围可达10 m -75m，用于负责收发监测数据及交换控制信息，射频模块CC2420通过处理器进行工作。 

如图2所示，本实用新型的软件流程包括节点初始化模块，启动MHC路由协议、构建WSN网络模块，节点休眠模块，节点激活模块，维护网络、采集并处理数据模块，发送或接收数据模块和重建WSN网络模块。