专利名称：一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据采集仪，尤其是涉及一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪。
背景技术：
经济的高速发展带来了空气质量的不断恶化，恶劣的空气质量严重影响人们的出行、工作和身体健康。在当前，空气质量的好坏已与人们的生活息息相关。因此，研究和开发空气质量数据采集装置，用于对空气质量进行实时监控，对于保护环境和提高人们的生活水平意义重大。目前，人们已经采取了各种各样的方法采集空气质量数据，归纳起来有以下几种第一、通过一物理或化学装置现场采样；第二、通过各种气体传感器采集数据并进行有线传输；第三、通过各种气体传感器及人工定期读卡的方式完成现场数据采集。但是实际使用过程中，上述第一种采样方法虽然成本低，操作简单，但需随身携带且适应能力也差； 第二种与第三种采用方法主要存在以下不足首先需要建立的大量基础设施辅助，成本较高，并且人工定期读卡的方式很不方便，另外后两种采样方法主要通过采集局部的数据来了解整体的空气质量状况，因而存在大量的检测盲区。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其体积小、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、能对被监测区域的空气质量进行高质量准确监测，在对所监测数据进行远程同步传输的同时，能对各传感器节点进行远程参数配置且能简便实现多点数据采集。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于包括布设在被监测区域内的多个无线传感器节点、将多个无线传感器节点所采集数据打包后进行同步上传的网关节点、对各无线传感器节点所采集数据进行分析处理并对各无线传感器节点的相关工作参数进行控制调整的控制器和与控制器相接的参数输入单元，所述控制器与网关节点相接且通过网关节点与多个所述无线传感器节点进行双向通信；所述无线传感器节点包括由对被监测位置处空气质量的相关参数进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块、与传感器模块相接的处理器模块、与处理器模块相接且用于与邻近无线传感器节点进行双向通信的短距离无线通讯模块、与处理器模块相接且内部存储有对处理器模块进行升级处理的升级处理程序的数据存储模块以及分别为传感器模块、处理器模块和短距离无线通讯模块进行供电的能量供应模块，所述能量供应模块分别与传感器模块、处理器模块和短距离无线通讯模块相接。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是多个所述传感器包括SA传感器、温度传感器、大气压力传感器、NOx传感器、NO2传感器和CO传感器。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是多个所述传感器均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块相接，所述处理器模块上接有与A/D转换电路模块相接的模拟量输入接口。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是所述短距离无线通讯模块为ZigBee无线通讯模块。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是所述处理器模块为高性能AVR单片机ATMEGA1281V。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是所述数据存储模块为芯片ATD45DB041。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是所述ZigBee 无线通讯模块为无线射频收发芯片AT86RF230。上述一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征是所述能量供应模块由供电电池和与所述供电电池相接的电压变换电路模块组成，所述电压变换电路模块为芯片MAX710。本发明与现有技术相比具有以下优点1、体积小，便于布网，安装维护方便且性能可靠。2、实现方便且数据传输速度快、功能完善。3、无线传感器节点采用模块化设计，且采用低功耗芯片，因而传感器节点的生存期较长。4、各无线传感器节点的自组网能力强，数据检测方便且传输方便。5、交互性强，控制器与网关节点相接且通过网关节点与多个无线传感器节点进行双向通信，控制器在对所有无线传感器节点所采集数据进行智能分析的同时，也能各传感器节点的工作参数、性能等进行远程控制调整，实现远程参数配置的功能。6、可扩展性强，并且布网位置信息显示直观。综上所述，本发明体积小、安装及维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、能对被监测区域的空气质量进行高质量准确监测，在对所监测数据进行远程同步传输的同时，能对各传感器节点进行远程参数配置且能简便实现多点数据采集。下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明的电路原理框图。图2为本发明无线传感器节点的电路原理框图。附图标记说明1-无线传感器节点；1-1-传感器模块； 1-11-S&传感器；1-12-温度传感器；1-13-大气压力传感器；1_14_N0X传感器；1-15_而2传感器；1-16-C0传感器；1-17-A/D转换电路模块；1-2-处理器模块；1-21-输入/输出接口； 1-3-短距离无线通讯模块；1-4-能量供应模块；1-5-数据存储模块； 2-网关节点；
3-控制器；4-参数输入单元。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明包括布设在被监测区域内的多个无线传感器节点1、将多个无线传感器节点1所采集数据打包后进行同步上传的网关节点2、对各无线传感器节点 1所采集数据进行分析处理并对各无线传感器节点1的相关工作参数进行控制调整的控制器3和与控制器3相接的参数输入单元4，所述控制器3与网关节点2相接且通过网关节点 2与多个所述无线传感器节点1进行双向通信。所述无线传感器节点1包括由对被监测位置处空气质量的相关参数进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块1-1、与传感器模块1-1相接的处理器模块1-2、与处理器模块1-2相接且用于与邻近无线传感器节点1进行双向通信的短距离无线通讯模块1-3、与处理器模块1-2相接且内部存储有对处理器模块 1-2进行升级处理的升级处理程序的数据存储模块1-5以及分别为传感器模块1-1、处理器模块1-2和短距离无线通讯模块1-3进行供电的能量供应模块1-4，所述能量供应模块1-4 分别与传感器模块1-1、处理器模块1-2和短距离无线通讯模块1-3相接。本实施例中，多个所述传感器包括SO2传感器1-11、温度传感器1-12、大气压力传感器1-13、NOx传感器1-14(氮氧化物化学传感器)、NO2传感器1_15和CO传感器1_16。 实际使用过程中，可以根据实际需要，对多个所述传感器的数量与类型进行相应调整。同时考虑到节能问题，所选用的元件均为低功耗类型，且各传感器均带有SLEEP模式。多个所述传感器均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块1-17相接，所述处理器模块1-2上接有与A/D转换电路模块1-17相接的输入/ 输出接口 1-21。本实施例中，所述处理器模块1-2为高性能AVR单片机ATMEGA1281V，所述数据存储模块1-5为芯片ATD45DB041，所述短距离无线通讯模块1_3为ZigBee无线通讯模块，并且所述ZigBee无线通讯模块为无线射频收发芯片AT86RF230。所述能量供应模块1_4由供电电池和与所述供电电池相接的电压变换电路模块组成，所述电压变换电路模块为芯片 MAX710。实际使用过程中，控制器3先通过网关节点2向多个无线传感器节点1发送控制指令并激活所有无线传感器节点1，使得各无线传感器节点1中的所有传感器均进入工作状态；各无线传感器节点1中的所有传感器按照协商确定的数据采集周期，定期进行数据采集，并将所采集的监测数据发送至处理器模块1-2 ；处理器模块1-2依据事先制定的程序将所有传感器上传的数据进行解析并分组发布；短距离无线通讯模块1-3将处理器模块 1-2所接收到的数据基于ZigBee协议进行短距离、低功耗无线传输并发送至控制器3。以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
权利要求
1.一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于包括布设在被监测区域内的多个无线传感器节点(1)、将多个无线传感器节点(1)所采集数据打包后进行同步上传的网关节点O)、对各无线传感器节点(1)所采集数据进行分析处理并对各无线传感器节点⑴的相关工作参数进行控制调整的控制器⑶和与控制器⑶相接的参数输入单元G)，所述控制器C3)与网关节点( 相接且通过网关节点( 与多个所述无线传感器节点(1)进行双向通信；所述无线传感器节点(1)包括由对被监测位置处空气质量的相关参数进行实时检测的多个传感器组成的传感器模块(1-1)、与传感器模块(1-1)相接的处理器模块(1-2)、与处理器模块(1- 相接且用于与邻近无线传感器节点(1)进行双向通信的短距离无线通讯模块(1-3)、与处理器模块(1- 相接且内部存储有对处理器模块 (1-2)进行升级处理的升级处理程序的数据存储模块(1- 以及分别为传感器模块(1-1)、 处理器模块(1-2)和短距离无线通讯模块(1-3)进行供电的能量供应模块(1-4)，所述能量供应模块(1-4)分别与传感器模块(1-1)、处理器模块(1-2)和短距离无线通讯模块(1-3) 相接。
2.按照权利要求1所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于多个所述传感器包括SO2传感器(1-11)、温度传感器(1-12)、大气压力传感器 (1-13)、NOx 传感器(1-14)、NO2 传感器(1_15)和 CO 传感器(1_16)。
3.按照权利要求1或2所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于多个所述传感器均为模拟信号传感器，且多个所述模拟信号传感器均与A/D转换电路模块(1-17)相接，所述处理器模块(1-2)上接有与A/D转换电路模块(1-17)相接的输入/输出接口(1-21)。
4.按照权利要求1或2所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于所述短距离无线通讯模块(1-3)为ZigBee无线通讯模块。
5.按照权利要求1或2所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于所述处理器模块(1-2)为高性能AVR单片机ATMEGA1281V。
6.按照权利要求5所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于所述数据存储模块(1-5)为芯片ATD45DB041。
7.按照权利要求4所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于所述ZigBee无线通讯模块为无线射频收发芯片AT86RF230。
8.按照权利要求5所述的一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪，其特征在于所述能量供应模块(1-4)由供电电池和与所述供电电池相接的电压变换电路模块组成，所述电压变换电路模块为芯片MAX710。
全文摘要
本发明公开了一种具有远程参数配置功能的空气质量数据采集仪包括多个无线传感器节点、网关节点、对各无线传感器节点所采集数据进行处理并对各无线传感器节点的相关工作参数进行控制调整的控制器和参数输入单元，控制器与网关节点相接且通过网关节点与多个无线传感器节点进行双向通信；无线传感器节点包括传感器模块、处理器模块、短距离无线通讯模块、内部存储有对处理器模块进行升级处理的升级处理程序的数据存储模块和能量供应模块。本发明体积小、安装维护方便、功耗低且操作简便、性能可靠、能对被监测区域空气质量进行准确监测，在对所监测数据进行远程同步传输的同时，对各传感器节点进行远程参数配置且能简便实现多点数据采集。
文档编号G08C17/02GK102539627SQ20101059640
公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月18日 优先权日2010年12月18日
发明者吴晓华, 陈学锋, 高涛 申请人:西安迅腾科技有限责任公司