一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]水資源是人類賴以生存和發(fā)展的重要自然資源之一，水資源的可持續(xù)利用是社會(huì)、經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。近年來隨著水資源的污染日益嚴(yán)重，水質(zhì)監(jiān)測作為水污染控制工作中的基礎(chǔ)性工作，為水環(huán)境管理、污染源控制以及環(huán)境規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù)，其意義和作用也變得更加重要。
[0003]傳統(tǒng)的自動(dòng)化水質(zhì)監(jiān)測手段采用了有線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用傳感器技術(shù)和嵌入式技術(shù)建造一個(gè)監(jiān)測中心和若干監(jiān)測子站，可實(shí)現(xiàn)水質(zhì)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)有效的自動(dòng)采集和傳輸，同時(shí)監(jiān)測中心可以實(shí)時(shí)查詢各監(jiān)測子站的數(shù)據(jù)。但該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸需要有線網(wǎng)絡(luò)，不適宜監(jiān)測大面積水域，且維護(hù)成本過高。
[0004]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高科技不斷被應(yīng)用到水質(zhì)監(jiān)測中，水質(zhì)監(jiān)測工作日益走向高科技、智能化、系統(tǒng)化、綜合化。環(huán)境監(jiān)測是一類典型的傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)控手段相比，使用傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)控有三個(gè)顯著的優(yōu)勢:一是傳感器節(jié)點(diǎn)的體積很小且整個(gè)網(wǎng)絡(luò)只需要部署一次，因此部署傳感器網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控環(huán)境的人為影響很小。這一點(diǎn)在對外來生物活動(dòng)非常敏感的環(huán)境中尤其重要。二是傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量大，分布密度高，每個(gè)節(jié)點(diǎn)可以檢測到局部環(huán)境的詳細(xì)信息并匯總到基站，因此傳感器網(wǎng)絡(luò)具有數(shù)據(jù)采集量大，精度高的特點(diǎn)。三是無線傳感器節(jié)點(diǎn)本身具有一定的計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力，可以根據(jù)物理環(huán)境的變化進(jìn)行較為復(fù)雜的監(jiān)控，傳感器節(jié)點(diǎn)還具有無線通信能力，可以在節(jié)點(diǎn)間進(jìn)行協(xié)同監(jiān)控。通過增大電池容量和提高電池使用效率，以及采用低功耗的無線通信模塊和無線同協(xié)議可以使傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命期延長很長時(shí)間，這保證了傳感器網(wǎng)絡(luò)的實(shí)用性。節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力和無線通信能力使得傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠重新編程和重新部署，對環(huán)境變化、傳感器網(wǎng)絡(luò)自身變化以及網(wǎng)絡(luò)控制指令做出及時(shí)反應(yīng)，因而傳感器網(wǎng)絡(luò)適用于多種環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提供一種應(yīng)用于水質(zhì)監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，本實(shí)用新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有較高集成度，同時(shí)具備低成本、低能耗、高效率、壽命長、反應(yīng)靈敏等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述PH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊和LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器。
[0007]優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)器為RAM和ROM。
[0008]優(yōu)選地，所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。
[0009]優(yōu)選地，所述定位模塊為北斗定位模塊或者GPS定位模塊。
[0010]優(yōu)選地，微控制器為CC2430芯片。所述核心處理單元核心處理器為CC2430芯片，該芯片采用高性能和低功耗的8051微控制器核，具有高達(dá)128KB可編程閃存和8KB的RAM等片上資源。
[0011]優(yōu)選地，所述IXD顯示器為1602液晶顯示器。
[0012]在合適位置布置溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器，傳感器采集信號后即將信號傳送給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號后傳遞給微處理器，微處理器通過定位模塊進(jìn)行定位，并將處理后的信號與定位信息同時(shí)通過無線通訊模塊將信號傳送出去。同時(shí)能量管理模塊能夠?yàn)楣ぷ髟诓煌妷合碌钠渌鱾€(gè)部分提供適合的工作電壓。所述LCD顯示屏用于信息顯示。本實(shí)用新型采用普通電池和太陽能電池板相結(jié)合的方式為節(jié)點(diǎn)供電，一方面太陽能電池板將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為整個(gè)節(jié)點(diǎn)供電，另一方面，當(dāng)遇到連續(xù)陰雨天，太陽能供電不足時(shí)，可以通過轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為普通電池進(jìn)行供電，當(dāng)太陽能電池板能夠轉(zhuǎn)化光能為節(jié)點(diǎn)供電時(shí)，轉(zhuǎn)換器又會(huì)自動(dòng)切換為太陽能供電，這種供電方式既節(jié)能又能夠延長了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的壽命。
[0013]本實(shí)用新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有較高集成度，同時(shí)具備低成本、低能耗、高效率、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型的模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1
[0016]一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、IXD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊和LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器。所述存儲(chǔ)器為RAM和ROM。所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。所述定位模塊為GPS定位模塊。微控制器為CC2430芯片。所述IXD顯示器為1602液晶顯示器。
[0017]實(shí)施例2
[0018]一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、PH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊和LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器。所述存儲(chǔ)器為RAM和ROM。所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。所述定位模塊為北斗定位模塊。微控制器為CC2430芯片。所述IXD顯示器為1602液晶顯示器。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、IXD顯示屏和電源供給模塊；所述能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊分別與微控制器相連；所述pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器分別與A/D轉(zhuǎn)換器相連；所述能量管理模塊分別與PH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊和LCD顯示屏相連；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述存儲(chǔ)器為RAM和ROM。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述無線通訊模塊為Zigbee通訊模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述定位模塊為北斗定位模塊或者GPS定位模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:微控制器為CC2430芯片。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述LCD顯示器為1602液晶顯示器。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種水質(zhì)監(jiān)測用無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，包括微控制器、能量管理模塊、A/D轉(zhuǎn)換器、pH傳感器、溫度傳感器、水位傳感器、重金屬電化學(xué)傳感器、存儲(chǔ)器、定位模塊、無線通訊模塊、LCD顯示屏和電源供給模塊；所述電源供給模塊包括太陽能電池板、太陽能充電模塊、穩(wěn)壓電路、可充電鋰電池、轉(zhuǎn)換器和普通電池，太陽能電池板和可充電鋰電池分別與太陽能充電模塊相連，太陽能充電模塊與穩(wěn)壓電路相連，穩(wěn)壓電路和普通電池分別與轉(zhuǎn)化器相連，轉(zhuǎn)換器連接到微控制器。本實(shí)用新型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，具有較高集成度，同時(shí)具備低成本、低能耗、高效率、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，實(shí)用性強(qiáng)，適用范圍廣。
【IPC分類】G01N33/18, G08C17/02
【公開號】CN205193059
【申請?zhí)枴緾N201520834321
【發(fā)明人】蔡旭東, 姜惠啟, 孫淼
【申請人】青島中科軟件股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月26日