一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，包括多個傳感和控制節(jié)點群，每個傳感和控制節(jié)點群對應一個基站網關，多個基站網關連接至一個上層主機；每個傳感和控制節(jié)點群由多個傳感和控制節(jié)點構成，傳感和控制節(jié)點將所在的位置和溫度數據經由基站網關，傳至上層主機，由上層主機的監(jiān)控系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)控。本實用新型具有一體化、通用和模塊化、溫度控制精度高等特點。系統(tǒng)自動化程度高、性能穩(wěn)定可靠、人機界面友好、系統(tǒng)測量和采集精度高，尤其是在礦井、農業(yè)等場合中的溫度環(huán)境控制，具有相當廣泛的用途與應用前景，具有顯著的經濟與社會效益。
【專利說明】 一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種定位溫控平臺系統(tǒng)，具體地說，涉及一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]目前，在很多場合如礦井、農業(yè)等，對溫度的要求是非常之高的。一旦溫度不合適，有可能會給礦井開采及農業(yè)生產帶來巨大的威脅。目前人們普遍采用的是利用電纜來鋪設檢測網絡，但是由于結構復雜，現有的監(jiān)控系統(tǒng)存在安裝和維護不便的問題，并且系統(tǒng)容易損壞，維修起來有時較為困難。此外，也有人采用了在基站網關進行溫控的措施，即由節(jié)點來傳送溫度數據，在基站網關進行溫控。這樣做的弊端是，基站網關難以追蹤節(jié)點的溫度數據，存在一定誤差。
[0003]毫無疑問，如果能確定節(jié)點位置，同時在節(jié)點本身監(jiān)測溫度數據和進行溫控，這是最為理想的溫控方式。
實用新型內容
[0004]本實用新型需要解決的技術問題就在于克服現有技術的缺陷，提供一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，它具有一體化、通用和模塊化、溫度控制精度高等特點。系統(tǒng)自動化程度高、性能穩(wěn)定可靠、人機界面友好、系統(tǒng)測量和采集精度高，尤其是在礦井、農業(yè)等場合中的溫度環(huán)境控制，具有相當廣泛的用途與應用前景，具有顯著的經濟與社會效益。
[0005]為解決上述問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0006]本實用新型提供了一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括多個傳感和控制節(jié)點群，每個傳感和控制節(jié)點群對應一個基站網關，多個基站網關連接至一個上層主機；每個傳感和控制節(jié)點群由多個傳感和控制節(jié)點構成，傳感和控制節(jié)點將所在的位置和溫度數據經由基站網關，傳至上層主機，由上層主機的監(jiān)控系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)控。
[0007]所述傳感和控制節(jié)點包括傳感和控制微處理器，所述傳感和控制微處理器連接串口模塊、定位模塊、A/D轉換器、無線收發(fā)器、溫控模塊及電池，A/D轉換器連接溫度傳感器，無線收發(fā)器連接射頻天線。
[0008]所述基站網關包含基站網關微處理器，所述基站網關微處理器連接串口模塊、無線發(fā)射模塊和電池，無線發(fā)射模塊連接射頻天線。
[0009]所述上層主機包含上層主機處理器，上層主機處理器連接串口模塊、無線發(fā)射模塊和電源，無線發(fā)射模塊連接射頻天線。
[0010]所述上層主機接收來自各節(jié)點的位置和溫控數據，其監(jiān)控系統(tǒng)根據節(jié)點的位置數據做出對應節(jié)點的溫度分布圖；如果某節(jié)點的溫度波動超過正常范圍，則監(jiān)控人員可給該節(jié)點下達溫度調節(jié)命令及調節(jié)數據，由上層主機經由基站網關，傳至傳感和控制節(jié)點，再由其中的溫度控制器對環(huán)境進行控溫。之后，調整后的溫度數據實時傳回上層主機。[0011]本實用新型的工作原理是:
[0012]傳感和控制節(jié)點中的定位模塊將節(jié)點的位置數據傳輸給微處理器，同時溫度傳感器將環(huán)境溫度進行采集后，經模數轉換轉化為數字信號后也傳輸給微處理器；微處理器將該溫度信號數據送入無線發(fā)射模塊，再由射頻天線發(fā)送到基站網關?；揪W關中斷接收上層主機的指令和下層節(jié)點的數據，將節(jié)點的溫度信號數據和位置數據送入無線發(fā)射模塊，再由射頻天線發(fā)送給上層主機。上層主機接收來自各節(jié)點的位置和溫控數據，其監(jiān)控系統(tǒng)根據節(jié)點的位置數據做出對應節(jié)點的溫度分布圖。如果某節(jié)點的溫度波動超過正常范圍，則監(jiān)控人員可給該節(jié)點下達溫度調節(jié)命令及調節(jié)數據，由上層主機經由基站網關，傳至傳感和控制節(jié)點，再由其中的溫度控制器對環(huán)境進行控溫。之后，調整后的溫度數據實時傳回上層主機。
[0013]本實用新型具有一體化、通用和模塊化、溫度控制精度高等特點。系統(tǒng)自動化程度高、性能穩(wěn)定可靠、人機界面友好、系統(tǒng)測量和采集精度高，尤其是在礦井、農業(yè)等場合中的溫度環(huán)境控制，具有相當廣泛的用途與應用前景，具有顯著的經濟與社會效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的功能框圖。
[0015]圖2為本實用新型的傳感和控制節(jié)點部分電路圖。
[0016]圖3為本實用新型的基站網關程序流程圖。
【具體實施方式】
[0017]如圖1所示，本實用新型為具備數據采集、無線信道傳輸、溫度監(jiān)控等多項功能的一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)。
[0018]圖1為本實用新型的結構框圖。所示系統(tǒng)中現有上層主機I個，分別連接η個基站網關。其中這η個網關分別通過無線信道與各自的節(jié)點群相連。在一般情況下，節(jié)點的驅動程序要有初始化和串口數據處理部分。各節(jié)點將采集來的位置和溫度數據，通過無線信道，傳至基站網關I?η，再由各基站網關傳至上層主機。這里基站網關是雙向的，通過數據串口，將節(jié)點和上層主機緊密聯系起來。
[0019]上層主機接收來自各節(jié)點的位置和溫控數據，其監(jiān)控系統(tǒng)根據節(jié)點的位置數據做出對應節(jié)點的溫度分布圖。如果某節(jié)點的溫度波動超過正常范圍，則監(jiān)控人員可給該節(jié)點下達溫度調節(jié)命令及調節(jié)數據，由上層主機經由基站網關，傳至傳感和控制節(jié)點，再由其中的溫度控制器對環(huán)境進行控溫。之后，調整后的溫度數據實時傳回上層主機。
[0020]圖2為本實用新型的傳感和控制節(jié)點部分電路框圖。Msp430微處理器為傳感和控制節(jié)點部分電路的核心，Msp430微處理器連接定位模塊、溫度傳感器及模數轉換部件、溫度部分、RS232串口模塊、無線發(fā)射模塊及射頻天線、電池等。
[0021]定位模塊將節(jié)點的位置數據傳輸給微處理器，同時溫度傳感器將環(huán)境溫度進行采集后，經模數轉換轉化為數字信號后也傳輸給微處理器；微處理器將該溫度信號數據送入CC2430無線發(fā)射模塊，再由射頻天線發(fā)送到基站網關。
[0022]基站網關中斷接收上層主機的指令和下層節(jié)點的數據，將節(jié)點的溫度信號數據和位置數據送入無線發(fā)射模塊，再由射頻天線發(fā)送給上層主機。[0023]上層主機接收來自各節(jié)點的位置和溫控數據，其監(jiān)控系統(tǒng)根據節(jié)點的位置數據做出對應節(jié)點的溫度分布圖。如果某節(jié)點的溫度波動超過正常范圍，則監(jiān)控人員可給該節(jié)點下達溫度調節(jié)命令及調節(jié)數據，由上層主機經由基站網關，傳至傳感和控制節(jié)點，由CC2430無線收發(fā)器傳到Msp430微處理器，再由其中的溫度控制器對環(huán)境進行控溫。之后，調整后的溫度數據再由溫度傳感器采集后，實時發(fā)送傳輸，返回到基站網關、傳回上層主機。這樣，上層主機可以始終監(jiān)控溫度的變化情況。
[0024]圖3為本實用新型的基站網關程序流程圖?；揪W關是上層主機和傳感和控制節(jié)點之間的樞紐，它接受來自上層主機的指令，將相應指令下達到下一層的節(jié)點。同時，接受來自下層節(jié)點的數據,上傳給上層主機。
[0025]基站網關采用中斷方式，接收上層主機的指令和下層節(jié)點的數據，并執(zhí)行相應指令。其主程序利用兩個串口分別與上層主機和下層節(jié)點通信。具體做法是:程序先進行初始化(主要是串口和定時器等的設置)，然后開中斷，等待接收上層主機查詢指令或下級節(jié)點數據。
[0026]最后應說明的是:顯然，上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非對實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見的變化或變動仍處于本實用新型的保護范圍之中。
【權利要求】
1.一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)包括多個傳感和控制節(jié)點群,每個傳感和控制節(jié)點群對應一個基站網關,多個基站網關連接至一個上層主機；每個傳感和控制節(jié)點群由多個傳感和控制節(jié)點構成，傳感和控制節(jié)點將所在的位置和溫度數據經由基站網關，傳至上層主機，由上層主機的監(jiān)控系統(tǒng)進行動態(tài)監(jiān)控。
2.根據權利要求1所述的基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感和控制節(jié)點包括傳感和控制微處理器，所述傳感和控制微處理器連接串口模塊、定位模塊、A/D轉換器、無線收發(fā)器、溫控模塊及電池，A/D轉換器連接溫度傳感器，無線收發(fā)器連接射頻天線。
3.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述基站網關包含基站網關微處理器，所述基站網關微處理器連接串口模塊、無線發(fā)射模塊和電池，無線發(fā)射模塊連接射頻天線。
4.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述上層主機包含上層主機處理器，上層主機處理器連接串口模塊、無線發(fā)射模塊和電源，無線發(fā)射模塊連接射頻天線。
5.根據權利要求1所述的一種基于無線傳感器網絡的定位溫控平臺系統(tǒng)，其特征在于:所述上層主機接收來自各節(jié)點的位置和溫控數據，其監(jiān)控系統(tǒng)根據節(jié)點的位置數據做出對應節(jié)點的溫度分布圖；如果某節(jié)點的溫度波動超過正常范圍，則監(jiān)控人員可給該節(jié)點下達溫度調節(jié)命令及調節(jié)數據，由上層主機經由基站網關，傳至傳感和控制節(jié)點，再由其中的溫度控制器對環(huán)境進行控溫，之后，調整后的溫度數據實時傳回上層主機。
【文檔編號】G05D23/19GK203444360SQ201320406631
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月10日 優(yōu)先權日:2013年7月10日
【發(fā)明者】陳春, 張帆, 張繼春, 馬鵬飛, 魏聞博, 張建立, 楊海波, 蔡宏圖, 張鈞理 申請人:中國人民解放軍陸軍軍官學院