基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，包括粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)、Zigbee網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)中心和用戶終端，所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)與Zigbee網(wǎng)關(guān)采用Zigbee技術(shù)無線連接，所述Zigbee網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)中心采用以太網(wǎng)連接，所述數(shù)據(jù)中心與用戶終端采用以太網(wǎng)、WIFI、GSM、3G、4G中的一種方式連接。其優(yōu)點(diǎn)在于：相對于傳統(tǒng)人工現(xiàn)場非實(shí)時(shí)的檢測，明顯提高了效率；降低了人工成本；節(jié)點(diǎn)采用無線連接，部署實(shí)施簡單；數(shù)據(jù)中心存儲量大，可以保存數(shù)周、數(shù)月或者更久數(shù)據(jù)；智能終端上瀏覽數(shù)據(jù)，使用十分方便。
【專利說明】基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器是用來測量空氣中塵埃微粒的數(shù)量及粒徑分布的儀器，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、精密機(jī)械、彩管制造、微生物等行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)對各種潔凈等級的工作臺、凈化室、凈化車間的凈化效果、潔凈級別進(jìn)行監(jiān)控，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0003]傳統(tǒng)的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)器偏重于大流量高精度臺式裝置或者手持便攜式，都需要人工查看屏幕觀測實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、或者通過打印機(jī)打印歷史數(shù)據(jù)、抑或通過串口、USB接口導(dǎo)出歷史數(shù)據(jù)，但都不能滿足對多個(gè)地點(diǎn)、多個(gè)車間實(shí)時(shí)在線監(jiān)測；且人工成本高；另外，計(jì)數(shù)器受限于內(nèi)存，存儲數(shù)據(jù)量有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，以克服【背景技術(shù)】中提到的現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0006]一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng),包括粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)、Zigbee網(wǎng)關(guān)、數(shù)據(jù)中心和用戶終端，所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)與Zigbee網(wǎng)關(guān)采用Zigbee技術(shù)無線連接，所述Zigbee網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)中心采用以太網(wǎng)連接，所述數(shù)據(jù)中心與用戶終端采用以太網(wǎng)、WIF1、GSM、3G、4G中的一種方式連接。
[0007]所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)包括供電電源一、電源處理模塊一、激光粒子計(jì)數(shù)模塊、Zigbee
模塊一、Zigbee天線一；其中電源處理模塊--端連接供電電源一，另一端連接激光粒子計(jì)數(shù)模塊和Zigbee模塊一，Zigbee模塊一還分別與激光粒子計(jì)數(shù)模塊、Zigbee天線一連接。
[0008]所述激光粒子計(jì)數(shù)模塊與Zigbee模塊一通過UART接口相連。
[0009]所述激光粒子計(jì)數(shù)模塊由氣路裝置、光學(xué)系統(tǒng)和電路系統(tǒng)組成，光學(xué)傳感器的探測激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號，該脈沖信號被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號處理，通過與標(biāo)準(zhǔn)直徑粒子信號進(jìn)行比較，將對比結(jié)果顯示出來，然后通過Zigbee模塊一,把各直徑粒子個(gè)數(shù)發(fā)送到Zigbee網(wǎng)關(guān)。
[0010]Zigbee網(wǎng)關(guān)一把粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)包進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給以太網(wǎng)；以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包由Zigbee網(wǎng)關(guān)進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后，再發(fā)給Zigbee網(wǎng)絡(luò)。
[0011]數(shù)據(jù)中心提供用戶權(quán)限設(shè)置，把網(wǎng)絡(luò)上傳來各節(jié)點(diǎn)各直徑粒子個(gè)數(shù)保存到存儲器、并提供數(shù)據(jù)預(yù)覽、歷史數(shù)據(jù)查詢、圖表顯示等。
[0012]用戶終端安裝客戶端軟件，可從數(shù)據(jù)中心下載相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)。
[0013]所述Zigbee網(wǎng)關(guān)包括供電電源二、電源處理模塊二、主控處理單元、Zigbee模塊二、Zigbee天線二、網(wǎng)絡(luò)接口模塊；其中電源處理模塊二一端連接供電電源二，另一端連接主控處理單元和Zigbee模塊二，Zigbee模塊二還分別與主控處理單元、Zigbee天線二連接，主控處理單元還單獨(dú)與網(wǎng)絡(luò)接口模塊連接。
[0014]所述主控處理單元與Zigbee模塊二通過UART接口相連。
[0015]所述Zigbee模塊一和Zigbee模塊二的頻率均采用2.4GHz，型號均選用SZ05。
[0016]所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊采用ENC28J60。
[0017]所述激光粒子計(jì)數(shù)模塊的主控芯片和Zigbee網(wǎng)關(guān)主控處理單元均選用ST公司的Cortex M3 系列的 STM32F103ZET6 芯片。
[0018]所述數(shù)據(jù)中心包括UPS供電系統(tǒng)、服務(wù)器、存儲及監(jiān)測系統(tǒng)軟件，其中監(jiān)測系統(tǒng)軟件提供用戶權(quán)限設(shè)置、預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警顯示、GIS地圖位置定位。
[0019]所述用戶終端，可以是電腦、手機(jī)，數(shù)據(jù)用戶終端安裝客戶端軟件，可從數(shù)據(jù)中心下載相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)。
[0020]本實(shí)用新型的有益效果在于:相對于傳統(tǒng)人工現(xiàn)場非實(shí)時(shí)的檢測，明顯提高了效率；降低了人工成本；節(jié)點(diǎn)采用無線連接，部署實(shí)施簡單；數(shù)據(jù)中心存儲量大，可以保存數(shù)周、數(shù)月或者更久數(shù)據(jù)；智能終端上瀏覽數(shù)據(jù)，使用十分方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本實(shí)用新型基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。
[0022]圖2是本實(shí)用新型基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。
[0023]圖3是本實(shí)用新型基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的Zigbee網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。
[0024]其中，圖1至圖3的符號說明如下:
[0025]101、粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)，102、Zigbee網(wǎng)關(guān)，103、數(shù)據(jù)中心，104、用戶終端，201、供電電源一，202、電源處理模塊一，203、Zigbee模塊一，204、Zigbee天線一，205、激光粒子計(jì)數(shù)模塊，301、供電電源二，302、電源處理模塊二，303、Zigbee模塊二，304、Zigbee天線二，305、主控處理單元，306、網(wǎng)絡(luò)接口模塊。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1至圖3所示，分別是本實(shí)用新型基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖、粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖、Zigbee網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)框圖示意圖。
[0027]一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng),包括粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)101、Zigbee網(wǎng)關(guān)102、數(shù)據(jù)中心103和用戶終端104，所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)101與Zigbee網(wǎng)關(guān)102采用無線Zigbee計(jì)數(shù)連接,所述Zigbee網(wǎng)關(guān)102與數(shù)據(jù)中心103采用以太網(wǎng)連接,所述數(shù)據(jù)中心103與用戶終端104采用以太網(wǎng)、WIF1、GSM、3G、4G中的一種方式連接。
[0028]例如，某個(gè)精密機(jī)械工廠有2個(gè)超靜車間，每個(gè)車間部署10個(gè)粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)101和I個(gè)Zigbee網(wǎng)關(guān)102，在控制中心搭建一個(gè)數(shù)據(jù)中心103，實(shí)現(xiàn)整體車間粒子環(huán)境監(jiān)測。
[0029]粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)101包括:供電電源一 201、電源處理模塊一 202、激光粒子計(jì)數(shù)模塊205、Zigbee模塊一 203、Zigbee天線一 204。供電電源一 201采用外接直流電源電壓12V、內(nèi)置鋰電池9-12.6V ;電源處理模塊一 202供給各相關(guān)模塊恒定的電壓，輸出正負(fù)12V、正負(fù)5V ;激光粒子計(jì)數(shù)模塊205包括氣泵電路、檢測腔及光電轉(zhuǎn)換、電壓甄別模塊、主控模塊、存儲、觸控顯示模塊、藍(lán)牙模塊、按鍵，實(shí)現(xiàn)粒子計(jì)數(shù)的觸控顯示，主控模塊芯片采用STMSZFlOSZETetjZigbee模塊一 203實(shí)現(xiàn)傳輸粒子計(jì)數(shù)結(jié)果，采用SZ05模塊，STM32F103ZET6通過UART4與Zigbee模塊一 203相連；Zigbee天線一 204頻率范圍:2400_2500ΜΗζ，輸入阻抗50歐，SMA接口，同軸線長15厘米。
[0030]Zigbee網(wǎng)關(guān)102包括:供電電源二 301、電源處理模塊二 302、主控處理單元305、Zigbee模塊二 303、Zigbee天線二 304、網(wǎng)絡(luò)接口模塊306。供電電源301外接直流電源5V。電源處理模塊二 302輸出5V、3.3V。主控處理單元305采用STM32F103ZET6。Zigbee模塊二 303采用SZ05模塊，STM32F103ZET6通過UART4與其相連。網(wǎng)絡(luò)接口模塊306采用ENC28J60, STM32F103ZET6通過SPI接口與其相連。Zigbee網(wǎng)關(guān)把粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)101數(shù)據(jù)包進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后發(fā)送給以太網(wǎng)；以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)包由Zigbee網(wǎng)關(guān)102進(jìn)行地址、協(xié)議轉(zhuǎn)換后，再發(fā)給Zigbee網(wǎng)絡(luò)。
[0031]數(shù)據(jù)中心103包括:UPS供電系統(tǒng)、服務(wù)器、存儲及監(jiān)測系統(tǒng)軟件。其中檢測系統(tǒng)軟件提供用戶權(quán)限設(shè)置、預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警顯示、GIS地圖位置定位。
[0032]用戶終端104:安裝客戶端軟件，從數(shù)據(jù)中心下載相關(guān)數(shù)據(jù)，預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:包括粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)(101), Zigbee網(wǎng)關(guān)(102)、數(shù)據(jù)中心(103)和用戶終端(104)，所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)(101)與Zigbee網(wǎng)關(guān)(102)采用Zigbee技術(shù)無線連接，所述Zigbee網(wǎng)關(guān)(102)與數(shù)據(jù)中心(103)采用以太網(wǎng)連接，所述數(shù)據(jù)中心(103)與用戶終端(104)采用以太網(wǎng)、WIF1、GSM、3G、4G中的一種方式連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述粒子計(jì)數(shù)節(jié)點(diǎn)(101)包括供電電源一(201)、電源處理模塊一(202)、激光粒子計(jì)數(shù)模塊(205)、Zigbee模塊一(203)、Zigbee天線一(204);其中電源處理模塊一(202)—端連接供電電源一(201)，另一端連接激光粒子計(jì)數(shù)模塊(205)和Zigbee模塊一(203)，Zigbee模塊一(203)還分別與激光粒子計(jì)數(shù)模塊(205)、Zigbee天線一(204)連接。
3.如權(quán)利要求2所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述激光粒子計(jì)數(shù)模塊(205)與Zigbee模塊一(203)通過UART接口相連。
4.如權(quán)利要求2所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述激光粒子計(jì)數(shù)模塊(205)由氣路裝置、光學(xué)系統(tǒng)和電路系統(tǒng)組成，光學(xué)傳感器的探測激光經(jīng)塵埃粒子散射后被光敏元件接收并產(chǎn)生脈沖信號，該脈沖信號被輸出并放大，然后進(jìn)行數(shù)字信號處理，通過與標(biāo)準(zhǔn)直徑粒子信號進(jìn)行比較，將對比結(jié)果顯示出來，然后通過Zigbee模塊一(203)，把各直徑粒子個(gè)數(shù)發(fā)送到Zigbee網(wǎng)關(guān)(102)。
5.如權(quán)利要求2所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee 模塊一(203)頻率采用 2.4GHz。
6.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee網(wǎng)關(guān)(102)包括供電電源二(301)、電源處理模塊二(302)、主控處理單元(305)、Zigbee模塊二(303)、Zigbee天線二(304)、網(wǎng)絡(luò)接口模塊(306);其中電源處理模塊二(302 )一端連接供電電源二( 301)，另一端連接主控處理單元(305 )和Zigbee模塊二( 303 )，Zigbee模塊二(303)還分別與主控處理單元(305)、Zigbee天線二(304)連接,主控處理單元(305 )還單獨(dú)與網(wǎng)絡(luò)接口模塊(306 )連接。
7.如權(quán)利要求6所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述主控處理單元(305)與Zigbee模塊二(303)通過UART接口相連。
8.如權(quán)利要求6所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述Zigbee 模塊二(303)頻率采用 2.4GHz。
9.如權(quán)利要求6所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述網(wǎng)絡(luò)接口模塊(306 )采用ENC28J60。
10.如權(quán)利要求1所述的基于Zigbee的激光塵埃粒子計(jì)數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)中心(103)包括UPS供電系統(tǒng)、服務(wù)器、存儲及監(jiān)測系統(tǒng)軟件，其中監(jiān)測系統(tǒng)軟件提供用戶權(quán)限設(shè)置、預(yù)覽實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、查看歷史數(shù)據(jù)、報(bào)警顯示、GIS地圖位置定位。
【文檔編號】G08C17/02GK204010297SQ201420488108
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】倪偉, 郭彥鋒, 張繼璠, 王錚 申請人:無錫硅奧科技有限公司