[实用新型]一种用于空气质量检测的无线传感器网络系统

说明书

技术领域

   本实用新型属于空气质量检测技术领域，特别是一种用于空气质量检测的无线传感器网络系统。

背景技术

大气环境是人类赖以生存的重要环境之一。随着社会的快速发展，工业化和城市化进程不断加快，大气环境也受到了严重的影响。由于各种污染物的排放量增加，导致大气中有害气体浓度超标，对人类的生存和发展造成一定的威胁。大气污染已经成为当下一个非常严峻的话题，人们开始更多地关注注空气质量。因此，建立一个完善的大气污染监测系统也显得刻不容缓。

在实际监测工作中随着监测项目的增多，监测范围的扩大，点位的密布，人工监测已难以满足要求。现有的大气污染自动监测网络基本上局限于通过电话线的点对点式的通讯，地区之间缺少利用无线网络实现监测站间的横向联系，尤其是需要多部门合作解决的大气污染问题，较少应用远程无线技术进行解决。目前我国大气污染自动监测系统基本上是靠引进国外技术及设备来完成的，不但价格昂贵，而且跟我国的具体实际结合不够，尤其是在系统结构、数据采集、远程控制与诊断方面同我们的实际要求相差甚远。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于无线传感器网络的用于大气污染物检测的网络系统。该系统采用了ZigBee和GPRS无线通信技术，完成大气污染连续自动监测系统的改进，具有成本低、功耗小、无需布线、覆盖范围广、采集数据量大、传输速率高、精确度高、实时在线监测等优点。

本实用新型解决上述问题的技术方案为：一种用于大气污染检测的无线传感器网络系统，所述传感器网络系统包括多个气体传感器采集装置、GPRS数据传输装置、ZigBee主节点和主单片机，所述气体传感器采集装置和GPRS数据传输装置通过ZigBee网络连接；GPRS数据传输装置和ZigBee主节点分别与主单片机通过串口连接；其特征在于，

所述气体传感器采集装置包括气体传感器组、内置A/D转换通道的单片机、ZigBee节点模块和为气体传感器采集装置供电的电源，其中，气体传感器组的输出端依次与单片机的模拟量输入端口相连接，单片机与ZigBee节点模块连接。

按上述方案，所述气体传感器组包括SO2气体传感器、NO2气体传感器、O3气体传感器、CO气体传感器和颗粒物PM2.5传感器。

按上述方案，所述单片机的模拟口AD0、AD1、AD2、AD3、AD4依次与SO₂气体传感器的模拟输出端a0、NO₂气体传感器的模拟输出端a1、O₃气体传感器的模拟输出端a2、CO气体传感器的模拟输出端a3、颗粒物PM2.5传感器的模拟输出端a4对应连接。

按上述方案，所述气体传感器采集装置还包括状态选择拨码开关，状态选择拨码开关的端口SW0、SW1、SW2、SW3、SW4依次与单片机的数字I/O口PD2、PD3、PD4、PD5、PD6对应连接。

按上述方案，所述气体传感器采集装置还包括串行时钟芯片，串行时钟芯片的引脚SCL1、SDA1依次与单片机的引脚PD7、PB0对应连接；

按上述方案，所述气体传感器采集装置还包括EEPROM存储芯片，EEPROM存储芯片的引脚SCL2、SDA2依次与单片机的引脚PB1、PB2对应连接；

按上述方案，所述气体传感器采集装置还包括硬件看门狗芯片，硬件看门狗芯片的引脚RES、WDT依次与单片机的引脚RESET、PB3对应连接；ZigBee节点接收并向ZigBee网络主节点发送数据，ZigBee节点的引脚RXD、TXD依次与单片机的引脚TXD、RXD对应连接。

按上述方案，所述GPRS数据传输装置由GPRS模块、SIM卡模块、启动按钮、复位按钮、电源模块、网络状态指示模块和天线组成；其中，GPRS模块的引脚VCC、RST、CLK、GND、DATA依次与SIM卡模块的引脚VCC、RST、CLK、GND、DATA对应连接，GPRS模块的引脚IGT与启动按钮的输出端相连，GPRS模块的引脚RESET与复位按钮的输出端相连，GPRS模块的引脚NET与网络状态指示单元的输出端NET连接，GPRS模块通过天线连接器接口与天线连接。

按上述方案，所述主单片机为双串口单片机，GPRS数据传输装置中GPRS模块的引脚TXD、RXD与主单片机的引脚RXD1、TXD1对应连接，ZigBee主节点的引脚TXD、RXD依次与主单片机的引脚RXD0、TXD0对应连接。

本实用新型装置带来的有益效果是：