专利名称：基于ZigBee的城市空气质量监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及环境监测领域，具体涉及一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统。
背景技术：
Zigbee是部署无线传感器网络的新技术。它是一种短距离、低速率无线网络技术，是一种介于无线标记技术和BlueTooth (蓝牙)之间的技术提案。在标准林立的短距离无线通信领域，可以说，Zigbee的快速发展是令人始料不及的，可以毫不夸张地说“在未来的数年内，从家用电器到玩具、从工厂控制到汽车控制，ZigBee技术将走入我们生活的方方面面。”洁净大气是人类赖于生存的必要条件之一，一个人在五个星期内不吃饭或5天内不喝水，尚能维持生命，但超过5分钟不呼吸空气，便会死亡，人体每天需要吸入10 — 12立方米的空气。大气有一定的自我净化能力，因自然过程等进入大气的污染物，由大气自我净化过程从大气移除，从而维持洁净大气。但是，随着工业及交通运输业的不断发展，大量的有害物质被排放到空气中，改变了空气的正常组成，使空气质量变坏。当我们生活在受到污染的空气之中健康就会受到影响。因此对城市空气质量进行监测以便进一步管理便势在必行。
发明内容为解决上述问题，本实用新型采用ZigBee无线网络技术，能够实现低成本、低功耗和低速率的无线通信。为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于包括GPRS模块、监测器模块、第一 ZigBee无线通信模块、监控终端，所述的GPRS模块与监控终端连接；所述的监控终端用于空气质量信息的处理；所述的GPRS模块与监控终端相连接，用于无线信息的接收与发送；所述的监测器模块用于无线终端信息的整合与协调并通过GPRS发送给监控终端。本实用新型的第一优选方案为，其特征在于GPRS模块包括Q2403。本实用新型的第二优选方案为，其特征在于监测器模块包括MC9S08GB60微处理器，第二 ZigBee无线通信模块，GPRS模块。本实用新型的第三优选方案为，其特征在于所述的第一 ZigBee无线通信模块包括芯片和天线，芯片和天线通过平衡/非平衡阻抗转换电路连接，芯片包括MC13192 ；更进一步，ZigBee无线通信模块包括空气质量传感器QS-Ol及MC9S08GB60单片机，QS-OI、GPRS 模块与 MC9S08GB60 连接。本实用新型的第四优选方案为，其特征在于所述的监控终端包括VC++编写的图形界面。[0017]本实用新型的技术构思是无线终端监测空气质量，同时无线终端通过ZigBee技术向监控中心报告空气质量信息，监控中心保存并处理空气质量信息。本实用新型的技术优势实现了低成本，低速率，低功耗的可靠城市空气质量监测。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步描述。
图I本实施例整体框图。图2为本实施例监控终端与GPRS模块连接示意图。图3为本实施例监测器模块电路示意图。图4为本实施例ZigBee无线通信模块示意图。图5为本实施例监控中心程序图。图6为本实施例无线通信模块程序图。
具体实施方式
参照图I所示，本实用新型采用了 ZigBee和GPRS网络技术，在城市内多点安装具有ZigBee功能的“无线发送器”，监控中心包含GPRS模块，一方面，它接收各无线发送器发送过来的信号，另一方面，它向请求服务的一端发送回馈信息。图2为本实施例监控终端与GPRS模块连接示意图。GPRS模块选择WAVEC0M公司的Q2403，该模块下载速度为5316kb/s，上传速度为2618kb/s。模块提供一个符合V24协议的异步串行通信接口，支持加密算法，集成射频电路和基带于一体，性能稳定，可以快速、可靠的传输，Q2403与微处理器通过串行接口相连接。图3为本实施例监测器模块电路示意图。该部分由89C51处理器、无线GPRS模块、 无线ZigBee通信模块等组成，该处理器具有低功耗，高性价比等优点，降低了成本并减少了系统的复杂度；GPRS既能支持间歇的爆发式数据传输，又能支持偶尔的大量数据传输，数据传输速度快。图4为本实施例ZigBee无线通信模块示意图。MC13192是IEEE 802. 15. 4标准兼容的2. 4GHz低功耗收发器。MC13192收发器包括用于IEEE 802. 15. 4标准的完整的 802. 15. 4物理层(PHY)调制解调器，该标准支持对等，星形和网状网络以及低噪音放大器， 正常输出功率ImW的功率放大器以及集成了压控振荡器(VCO)的PLL，电源转换与所有的扩展频谱的编码和解码功能。MC13192支持250 kbps的0-QPSK，和合适的MCU如89C51组合，可以提供低成本的短距离的数据连接和网络。由于MC13192的射频信号采用差分方式， 而倒F型天线为单端天线，所以在芯片和天线间需使用平衡/非平衡阻抗转换电路，以达到最佳收发效果；89C51处理器完成空气信息采集。图5为本实施例监控中心程序图。上电后微处理器首先分别进行GPRS模块和ZigBee协议栈的初始化工作，然后进行信道扫描及空闲信道评估，选择合适的工作信道，选择合适的网络标识，启动ZigBee网络发送超帧，等待ZigBee设备的连接请求。当其接收到某设备的连接请求，并经过认证后，确认是合法的设备，便发出允许连接命令，连接建立后开始正式的信息处理。[0035]图6为本实施例无线通信模块程序图。ZigBee设备上电后首先初始化ZigBee协议栈，然后采集空气质量信息，采集完毕后，开始信道扫描，发出建立连接的请求，连接建立后，发出自己的相关信息，之后断开连接请求。
权利要求1.一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统,其特征在于包括GPRS模块、监测器模块、第一 ZigBee无线通信模块、监控终端，所述的GPRS模块与监控终端连接；所述的监控终端用于空气质量信息的处理；所述的GPRS模块与监控终端相连接，用于无线信息的接收与发送；所述的监测器模块用于无线终端信息的整合与协调并通过GPRS发送给监控终端。
2.根据权利要求I所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于 GPRS模块包括Q2403。
3.根据权利要求I所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于监测器模块包括MC9S08GB60微处理器，第二 ZigBee无线通信模块，GPRS模块。
4.根据权利要求I所述的一种基于ZigBee的城市空气质量监测系统，其特征在于所述的第一 ZigBee无线通信模块包括芯片和天线，芯片和天线通过平衡/非平衡阻抗转换电路连接，芯片包括MC13192 ；更进一步，ZigBee无线通信模块包括空气质量传感器QS-Ol及MC9S08GB60单片机， QS-OI、GPRS 模块与 MC9S08GB60 连接。
专利摘要本实用新型为实现监测城市空气环境质量而设计的一种系统。其中包括GPRS模块、监测器模块、ZigBee无线通信模块、监控终端。所述的GPRS模块用于无线信息的接收与发送；所述的监测器模块用于无线终端信息的协调并通过GPRS与监控终端通信；所述的ZigBee无线通信模块用于空气质量信息的发送；所述的监控终端用于空气质量信息的处理。本实用新型具有灵活、高效、安全、智能化的特点，为掌握城市环境情况带来极大便利。
文档编号G01N33/00GK202351226SQ20112038811
公开日2012年7月25日 申请日期2011年10月13日 优先权日2011年10月13日
发明者邹雅娴 申请人:无锡大麦创意设计有限公司