[实用新型]基于ZigBee网络的空气污染监测系统

说明书

技术领域

本实用新型属于空气质量检测技术领域，具体涉及一种基于ZigBee网络的空气污染监测系统。

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，迫切需要开发一套可扩展性强、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两种：传统人工取样实验室分析的方法；利用国外进口的自动化空气环境监测设备进行在线监测的方法。第一种方法采样时间长，易受人为因素的影响，有害气体浓度很高的监测现场会伤害监测人员的身体健康。第二种方法可扩展性、灵活性差，对突发空气环境污染事件力不从心。

而且，目前的空气污染监测数据基本来源于地面空气质量监测网，还无法明确说明各污染物的耦合反应、时空演化过程以及对区域污染的贡献等。因此空气污染监测技术应向全方位立体方向过渡，逐步实现近地面和更高空间的污染监测相结合。

在立体监测过程中，有时需要在不同的高度上采集空气质量数据，例如，研究高空细颗粒物的主要理化特性和垂直分布特征。所以，高精度的高度信息对于环境空气质量监测具有重要的意义。

传统的环境监测高度信息一般由GPS系统提供，众所周知，GPS对经纬度定位虽然已经达到了非常高的精度，但对海拔高度的定位精度却是存在非常大的误差，从而对于研究不同高度的空气污染监测具有较大的影响，影响了监测数据的精度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于ZigBee网络的空气污染监测系统。

为实现以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

基于ZigBee网络的空气污染监测系统，包括检测节点、上位机和服务器；所述检测节点与所述上位机通信连接，所述上位机与所述服务器通信连接；

所述检测节点包括ZigBee芯片、天线、数据采集模块、海拔定位电路和电源模块；所述电源模块给所述ZigBee芯片、数据采集模块和海拔定位电路供电，所述数据采集模块、海拔定位电路和天线均与所述ZigBee芯片电连接；

所述检测节点还包括时钟电路和复位电路，二者均与所述ZigBee芯片电连接。

所述数据采集模块包括温湿度传感器、一氧化碳传感器、二氧化硫传感器和A/D转换电路，所述温湿度传感器、一氧化碳传感器和二氧化硫传感器均通过所述A/D转换电路与所述ZigBee芯片电连接。

所述海拔定位电路包括GPS模块和气压传感器，二者均与所述ZigBee芯片电连接。

所述电源模块包括一枚稳压芯片，其输入端和输出端均用两个电容并联接地，用以滤除纹波。

所述上位机包括ZigBee协调器和计算机；所述检测节点与所述ZigBee协调器无线通信连接，所述ZigBee协调器与所述计算机有线连接，所述计算机通过互联网与所述服务器通信连接。

所述上位机还包括与所述ZigBee协调器电连接的报警模块；所述报警模块为GSM模块。

所述检测节点还包括与所述ZigBee芯片电连接的红外传感器，所述红外传感器用于检测是否有人体靠近。

所述检测节点还包括与所述ZigBee芯片电连接的备用接口电路。

所述备用接口电路包括JTAG接口和UART接口。

所述天线采用杆状天线。

本实用新型采用以上技术方案，利用无线传感器网络进行空气污染监测，部署简单、灵活，监测节点具有可移动性；能够实时反映监测数据，可进行远程监控，智能化程度高；运行和维护简单方便，新增的传感器节点能够自动加入到监测网络中去，适合大规模推广应用。本实用新型设计了由GPS和气压传感器组成的高度测量电路，通过气压传感器获得高精度的气压信息，并利用气压和海拔高度之间的关系，对GPS模块获得的高度信息进行修正，获得高精度的海拔高度信息。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型基于ZigBee网络的空气污染监测系统结构示意图；

图2是本实用新型基于ZigBee网络的空气污染监测系统的检测节点电路结构示意图；

图3是图2中电源模块的具体电路图。