Bd-gps與wsn集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)、基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)組成，所述基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)包括多個BD/GPS接收器，所述基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由依次無線連接的多個Zigbee終端設(shè)備、多個Zigbee路由器和一個Zigbee協(xié)調(diào)器組成，所述BD/GPS接收器通過RS-232接口連接至所述Zigbee終端設(shè)備，所述Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口連接至計算機(jī)。本實(shí)用新型能夠?qū)崿F(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，實(shí)現(xiàn)快速高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
【專利說明】BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于地理監(jiān)測領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]結(jié)構(gòu)變形監(jiān)測的傳統(tǒng)方法通常依賴于安裝在目標(biāo)結(jié)構(gòu)的加速度計和風(fēng)速計，或者進(jìn)一步在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上集成經(jīng)緯儀和測距儀進(jìn)行觀測。然而，這些方法由于成本高昂且不可行，難以起到理想的效果。例如，因?yàn)槭占挠^測可能需要很長的時間和工作，由于天氣條件可能會中斷或可能會被終止，因此響應(yīng)速度不可知。因此，在最近幾年，人們?yōu)榱私鉀Q這些難題，作出了很多努力，例如干涉合成孔徑雷達(dá)，激光雷達(dá)，GPS和遙感技術(shù)。
[0003]現(xiàn)階段存在的主要問題是:(1)在變形監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)施中，需要考慮可用通信鏈路和超載所帶來的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)荷；(2)在一些監(jiān)控通信鏈路具有的地方實(shí)施模式的無線傳輸?shù)默F(xiàn)場條件下，采樣點(diǎn)的部署模式，以及限制控制中心與全球定位系統(tǒng)接收器之間的距離；(3)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)易損壞所造成信息傳輸網(wǎng)絡(luò)中斷，以及無預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)下的臨時快速自動組網(wǎng)。
[0004]全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS, Global Positioning System)自投入使用以來，以全天候、高精度、自動化、高效益等顯著特點(diǎn)，贏得了廣大用戶的信賴。隨著衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大，很多國家正加緊開發(fā)研制獨(dú)立自主的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。美國正在實(shí)施GPS現(xiàn)代化計劃，俄羅斯加緊恢復(fù)GL0NASS全面性能，歐盟正在建設(shè)GALILEO，中國正在建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等。目前BD/GPS的應(yīng)用已經(jīng)深入到眾多領(lǐng)域，在航海、航天、測量、運(yùn)動載體監(jiān)控調(diào)試、授時等諸多方面都得到了廣泛的應(yīng)用。
[0005]到目前為止，尚未出現(xiàn)GPS數(shù)據(jù)實(shí)時傳輸?shù)臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是針對以上要解決的技術(shù)問題，提供一種BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)布設(shè)，實(shí)現(xiàn)快速高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸。
[0007]為達(dá)到以上技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供了一種BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)由基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)、基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)組成，所述基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)包括多個BD/GPS接收器，所述基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由依次無線連接的多個Zigbee終端設(shè)備、多個Zigbee路由器和一個Zigbee協(xié)調(diào)器組成，所述BD/GPS接收器通過RS-232接口連接至所述Zigbee終端設(shè)備，所述Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口連接至計算機(jī)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述BD/GPS接收器與所述Zigbee終端設(shè)備通過RS-232接口連接，并構(gòu)成集成傳感器。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，所述BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)包括多個集成傳感器，所述Zigbee路由器的個數(shù)與所述集成傳感器的個數(shù)相對應(yīng)。[0010]本實(shí)用新型選擇了 Zigbee網(wǎng)絡(luò)，ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o線網(wǎng)絡(luò)協(xié)定，底層是采用IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的媒體存取層與實(shí)體層，它的特點(diǎn)是低速、低成本，低功耗、支援大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、支援多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹⒌蛷?fù)雜度、快速、可靠、安全。
[0011]本實(shí)用新型的BD/GPS雙模定位系統(tǒng)與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種利用BD/GPS接收機(jī)與Zigbee節(jié)點(diǎn)構(gòu)建的無線局域網(wǎng)聯(lián)合進(jìn)行形變監(jiān)測的一種傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有實(shí)時監(jiān)測、無線通信、布設(shè)簡便等特點(diǎn)，改進(jìn)了傳統(tǒng)GPS監(jiān)測線纜長度限制、難布設(shè)等不足。其中，傳感器主要實(shí)現(xiàn)了 BD以及GPS星座衛(wèi)星信號接收機(jī)與WSN網(wǎng)絡(luò)終端的集成，利用WSN網(wǎng)絡(luò)快速覆蓋檢測區(qū)域，解決了衛(wèi)星信號與PC間實(shí)時的數(shù)據(jù)通信的技術(shù)問題，從而實(shí)現(xiàn)快速網(wǎng)絡(luò)布設(shè)和快速高效可靠的數(shù)據(jù)傳輸；利用Zigbee多節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)解決接收機(jī)與定位系統(tǒng)的距離限制問題；同時，Zigbee網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的自組織能力，在路由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，能夠自動重新組網(wǎng)，完成信息傳輸，對環(huán)境的適應(yīng)力強(qiáng)，對單個設(shè)備的依賴性低。
[0012]此外，本實(shí)用新型的BD/GPS與WSN集成無線傳感器監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)還可以快捷地應(yīng)用于高樓形變監(jiān)測預(yù)警、大壩形變監(jiān)測預(yù)警及山體滑坡監(jiān)測預(yù)警等，面對現(xiàn)在自然災(zāi)害頻發(fā)的現(xiàn)狀，高樓、大壩和山體等關(guān)系到人們生命安全的大型地物急需監(jiān)測和災(zāi)害預(yù)警。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)的模塊構(gòu)建詳圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用作進(jìn)一步的詳述。但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅限于以下實(shí)施例。
[0016]如圖1所示，在本實(shí)用新型的建筑變形監(jiān)測系統(tǒng)中，整個系統(tǒng)被設(shè)計成一個拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，其中實(shí)心箭頭“一”表示無線連接，空心箭頭“ 表示RS-232有線連接。本實(shí)用新型的BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)由基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)、基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)組成，所述基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)包括多個BD/GPS接收器，所述基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由依次無線連接的多個Zigbee終端設(shè)備、多個Zigbee路由器和一個Zigbee協(xié)調(diào)器組成，所述BD/GPS接收器通過RS-232接口連接至所述Zigbee終端設(shè)備，所述Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口連接至計算機(jī)。計算機(jī)再通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送到控制中心。
[0017]作為一種優(yōu)選的實(shí)施方式，所述BD/GPS接收器與所述Zigbee終端設(shè)備通過RS-232接口連接，并構(gòu)成集成傳感器。所述BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)可包括多個集成傳感器。所述Zigbee路由器的個數(shù)與所述集成傳感器的個數(shù)相對應(yīng)。
[0018]本實(shí)用新型通過將BD/GPS接收機(jī)與WSN的終端設(shè)備集成，形成整個監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的終端傳感器，并利用Zigbee布設(shè)合理的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)快速高效的數(shù)據(jù)無線傳輸。
[0019]圖2示出了本實(shí)用新型更詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，其中，BD/GPS接收模塊(即BD/GPS接收器)包括BD/GPS接收芯片以及與接收芯片相連的電源接口、BD/GPS天線和串行接口(RS-232接口)，該串行接口(RS-232接口)與網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板上的串行接口(RS-232接口)節(jié)點(diǎn)相連，并經(jīng)由芯片、插座連接至Zigbee終端設(shè)備中的無線射頻模塊，再通過無線射頻模塊中的芯片和天線，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸。以上網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板和無線射頻模塊構(gòu)成Zigbee終端設(shè)備。數(shù)據(jù)通過天線無線傳輸，再經(jīng)由WSN網(wǎng)絡(luò)中的Zigbee路由器(該路由器包括網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板和無線射頻模塊)轉(zhuǎn)發(fā)，再次通過天線進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸至Zigbee協(xié)調(diào)器，所述Zigbee協(xié)調(diào)器包括網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板、無線射頻模塊和串行接口(RS-232接口)，并通過該串行接口(RS-232接口)連接至計算機(jī)。由計算機(jī)再通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將數(shù)據(jù)傳送到控制中心作進(jìn)一步的分析。
[0020]本實(shí)用新型的BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)合BD/GPS并基于ZigBee節(jié)點(diǎn)形成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，提出了一個創(chuàng)新的變形監(jiān)測系統(tǒng)，形成了針對特殊區(qū)域變形監(jiān)測的新方法。首先，在監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)終端，使用了 BD/GPS與Zigbee終端集成的監(jiān)測傳感器，一方面適用于北斗以及GPS星座的雙模定位，另一方面在檢測范圍內(nèi)利用WSN搭建起自主的無線數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了定位信息的快速可靠傳輸；此外，本實(shí)用新型利用Zigbee的多點(diǎn)路由轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制突破接收機(jī)與定位系統(tǒng)間的距離限制，并利用其網(wǎng)絡(luò)自組織能力，在路由轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，能夠自動重新組網(wǎng)，完成信息傳輸，使定位信息的傳輸系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)力更強(qiáng)，對單個設(shè)備的依賴性更低，監(jiān)測系統(tǒng)更靈活。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了在監(jiān)測系統(tǒng)中對不同采樣點(diǎn)BD/GPS原始數(shù)據(jù)可靠的無線傳輸，具有較好的自動修復(fù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)更靈活的數(shù)據(jù)傳輸。
【權(quán)利要求】
1.一種BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，由基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)、基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)組成，所述基于BD/GPS雙模的形變監(jiān)測系統(tǒng)包括多個BD/GPS接收器，所述基于Zigbee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)由依次無線連接的多個Zigbee終端設(shè)備、多個Zigbee路由器和一個Zigbee協(xié)調(diào)器組成，所述BD/GPS接收器通過RS-232接口連接至所述Zigbee終端設(shè)備,所述Zigbee協(xié)調(diào)器通過RS-232接口連接至計算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述BD/GPS接收器與所述Zigbee終端設(shè)備通過RS-232接口連接，并構(gòu)成集成傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述BD/GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)包括多個集成傳感器，所述Zigbee路由器的個數(shù)與所述集成傳感器的個數(shù)相對應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的BD-GPS與WSN集成監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)，其特征在于:所述BD/GPS接收器包括BD/GPS接收芯片以及與接收芯片相連的電源接口、BD/GPS天線和RS-232串行接口，該RS-232串行接口與網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板上的RS-232串行接口節(jié)點(diǎn)相連，并經(jīng)由芯片、插座連接至Zigbee終端設(shè)備中的無線射頻模塊，再通過無線射頻模塊中的芯片和天線，進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸；以上網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板和無線射頻模塊構(gòu)成Zigbee終端設(shè)備；數(shù)據(jù)通過天線無線傳輸，再經(jīng)由WSN網(wǎng)絡(luò)中的Zigbee路由器轉(zhuǎn)發(fā)，再次通過天線進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸至Zigbee協(xié)調(diào)器，所述Zigbee路由器包括網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板和無線射頻模塊，所述Zigbee協(xié)調(diào)器包括網(wǎng)絡(luò)液晶擴(kuò)展板、無線射頻模塊和RS-232串行接口，并通過該RS-232串行接口連接至計算機(jī)。
【文檔編號】H04W84/18GK203775247SQ201320794268
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】夏林元, 黎夏, 莫志明, 吳東金, 程靜 申請人:中山大學(xué)