一種社區環境智能監控系統的制作方法

本發明屬于智能監控領域，尤其涉及一種社區環境智能監控系統。

背景技術：

目前，環境溫度的精確監測與管理對于提高環境控制精度、節約能源及促進生產有著重要的作用。目前我國環境監測系統匱乏，即便是有，往往采用一些生物檢測法，布線檢測法嚴重浪費能源，由不同位置的各項參數往往都不均勻和不同的，所以需要采集多個不同點的溫度值進行綜合評判，目前的大多數溫度監測系統都不能有效地覆蓋整個社區，難以實現各個參數的統一性。

隨著科技的發展，無線傳感器網絡技術已經滲透到人類生產和生活的方方面面。無線通信網已經逐步發展到能為任何人和物件之間隨時、隨地通信的物聯網，網絡的規模極速擴大，但與此同時物聯網的總體的穩定性和可持續發展問題也越來越突出。與此同時，為了滿足人類生活的需要，越來越多的傳感器需要被安放在人跡罕至或者環境惡劣的地區，這些地區惡劣的環境決定了人們無法使用化學電池為無線傳感器節點供電，因為在這些地區更換化學電池往往是一件不太可能的事情。正因為這些原因，本發明才想到采用可再生能源為無線通信節點供能來解決這些問題。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術的不足提供了一種社區環境智能監控系統。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種社區環境智能監控系統，包含社區監控中心、路由器節點和由多個用于檢測環境參數的傳感器節點組成的無線傳感器網絡，所述傳感器節點包含溫濕度傳感器、模數轉換器、放大電路模塊、濾波電路模塊、數據處理模塊、接口模塊、單片機、射頻發射器和電源模塊；所述溫濕度傳感器依次經過模數轉換器、放大電路模塊、濾波電路模塊連接數據處理模塊，所述接口模塊和電源模塊分別與數據處理模塊連接；所述數據處理模塊通過單片機連接無線射頻發射器；所述濾波電路模塊包含第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、運算放大器、電源，所述第一電阻的一端與穩壓電路的輸出端相連，所述第一電阻的另一端連接第一電容的一端和第二電容的一端后與第二電阻的一端相連，所述第一電容的另一端連接第三電阻的一端后與運算放大器的負輸入端相連，所述第二電容的另一端連接第三電阻的另一端后與運算放大器的輸出端相連，所述第二電阻的另一端接地；所述運算放大器的正輸入端依次連接第四電阻和第五電阻后接地，運算放大器的正電源端并接第三電容的一端后與第六電阻的一端相連，所述第六電阻的另一端與電源的正極相連，所述第三電容的另一端接地，運算放大器的負電源端并接第七電阻的一端后與第四電容的一端相連，所述第七電阻的另一端與電源的負極相連，所述第四電容的另一端接地；所述運算放大器的輸出端串接第五電容后與微控制器模塊的輸入端連接。

作為本發明一種社區環境智能監控系統的進一步優選方案，所述社區監控中心包含控制器模塊以及分別與其連接的顯示模塊、無線射頻接收器、存儲器模塊、時鐘模塊和供電模塊；所述供電模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊與蓄電池連接，所述蓄電池與控制器模塊連接。

作為本發明一種社區環境智能監控系統的進一步優選方案，所述溫濕度傳感器采用芯片型號為HTU21D的溫濕度傳感器。

作為本發明一種社區環境智能監控系統的進一步優選方案，所述模數轉換器的芯片型號為AD7794。

作為本發明一種社區環境智能監控系統的進一步優選方案，所述數據處理模塊的芯片型號為MSP430F149的處理器。

本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

1、本發明采用芯片型號為HTU21D的溫濕度傳感器組成的無線傳感器網路實時采集社區環境的溫濕度參數，其具有價格低廉、體積小、組網方便、靈活等特點，將無線傳感器網絡引入社區環境監測系統，充分發揮無線傳感器網絡的優點，通過實時對環境的監測給社區居民提供方便；

2、本發明采用了高性能的微處理器SPCE061A為核心實現了一種智能建筑的網絡化消防報警監控系統，經過實際測試，該系統具有較強的網絡通信能力、高實時性、通信快速可靠的特點，具有很高的實用價值；

3、本發明的社區監控中心把光伏電源與家用電源相結合，再加上物聯網技術，有效的節約了能源，并且有效的應付諸如斷電等突發情況。

附圖說明

圖1是本發明的系統結構原理圖；

圖2是本發明傳感器節點的結構原理圖；

圖3是本發明傳感器節點的濾波電路模塊結構原理圖；

圖4是本發明社區監控中心的結構原理圖。

具體實施方式

下面對本發明的技術方案做進一步的詳細說明：

如圖1所示，本發明設計一種社區環境智能監控系統，包含社區監控中心、路由器節點和由多個用于檢測環境參數的傳感器節點組成的無線傳感器網絡，本發明采用芯片型號為HTU21D的溫濕度傳感器組成的無線傳感器網路實時采集社區環境的溫濕度參數，其具有價格低廉、體積小、組網方便、靈活等特點，將無線傳感器網絡引入社區環境監測系統，充分發揮無線傳感器網絡的優點，通過實時對環境的監測給社區居民提供方便。

如圖2所示，所述傳感器節點包含溫濕度傳感器、模數轉換器、放大電路模塊、濾波電路模塊、數據處理模塊、接口模塊、單片機、射頻發射器和電源模塊；所述溫濕度傳感器依次經過模數轉換器、放大電路模塊、濾波電路模塊連接數據處理模塊，所述接口模塊和電源模塊分別與數據處理模塊連接；所述數據處理模塊通過單片機連接無線射頻發射器；所述溫濕度傳感器用于實時采集環境的溫濕度參數，進而經過模數轉換器的模數裝換、放大電路模塊的放大處理、濾波電路模塊的濾波處理，進而將處理后的信息參數上傳至數據處理模塊，進而經過單片機控制射頻發射器將采集的社區溫濕度參數經過路由器節點的匯總處理，進而上傳至社區監控中心，其中接口模塊用于與其他外接設備的信息傳輸。

如圖3所示，本發明傳感器節點的濾波電路模塊結構原理圖，所述濾波電路電路包含第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第一電容、第二電容、第三電容、第四電容、第五電容、運算放大器、電源，所述第一電阻的一端與穩壓電路的輸出端相連，所述第一電阻的另一端連接第一電容的一端和第二電容的一端后與第二電阻的一端相連，所述第一電容的另一端連接第三電阻的一端后與運算放大器的負輸入端相連，所述第二電容的另一端連接第三電阻的另一端后與運算放大器的輸出端相連，所述第二電阻的另一端接地；所述運算放大器的正輸入端依次連接第四電阻和第五電阻后接地，運算放大器的正電源端并接第三電容的一端后與第六電阻的一端相連，所述第六電阻的另一端與電源的正極相連，所述第三電容的另一端接地，運算放大器的負電源端并接第七電阻的一端后與第四電容的一端相連，所述第七電阻的另一端與電源的負極相連，所述第四電容的另一端接地；所述運算放大器的輸出端串接第五電容后與微控制器模塊的輸入端連接。

如圖4所示，所述社區監控中心包含控制器模塊以及分別與其連接的顯示模塊、無線射頻接收器、存儲器模塊、時鐘模塊和供電模塊，所述無線射頻接收器用于接收無線傳感器網路上傳的溫濕度參數，所述顯示模塊用實時顯示社區的環境溫濕度參數，采用LCD顯示屏進行顯示，所述存儲器模塊用于實時根據時鐘模塊記錄的時間存儲數據。所述供電模塊包含家用電源模塊、光伏電源模塊、交流適配器、蓄電池，所述家用電源模塊通過交流適配器連接蓄電池，所述光伏電源模塊與蓄電池連接，所述蓄電池與控制器模塊連接。

本發明采用了高性能的微處理器SPCE061A為核心實現了一種智能建筑的網絡化消防報警監控系統，經過實際測試，該系統具有較強的網絡通信能力、高實時性、通信快速可靠的特點，具有很高的實用價值；

SPCE061A微處理器是凌陽科技公司所生產的16位μ'nSPTM微處理器，內部采用總線結構。主要參數有：工作電壓(CPU)VDD為2．4～3．6 V，(I／O)VDDH為2．4～5．5 V；時鐘：0．32～49．152 MHz；內置2 KBSRAM和32 KB FLASH；2個16位可編程定時器／計數器(可自動預置初始計數值)；2個10位DAC(數／模轉換)輸出通道；32位I／O位通用可編程輸入／輸出端口；14個中斷源可來自定時器A／B時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒；中斷系統支持10個中斷向量及10余個中斷源，具有低電壓復位(LVR)功能和低電壓監測(LVD)功能，內置在線仿真電路ICE接口，具有保密能力，具有Watch Dog功能，μ'nSPTM的指令系統提供具有較高運算速度的16位×16位乘法運算指令和內積運算指令，為其應用增添了DSP功能。

SPCE061A具有很高的計算速度，這對于實時操作系統是極為重要的。對于SPCE061A，傳統的微處理器硬件和軟件的開發已被簡化，不再需要在線仿真。其SPCE061A大容量FLASH及SRAM，內建以太網接口，可直接通過網絡實現監控；具備UART接口，可使各種串行設備快速進行網絡連接。SPCE061A微處理器的軟件開發平臺ICE集編程、編譯、鏈接、調試、下載于一體，并有完善的TCP／IP協議棧，支持全功能UART通信，配備各種I／O驅動函數庫。

本發明的社區監控中心把光伏電源與家用電源相結合，再加上物聯網技術，有效的節約了能源，并且有效的應付諸如斷電等突發情況。社區監控中心采用太陽能電池和家用220 V電源的雙供電方式。當有家用電時，通過直流低壓繼電器巧妙斷開太陽能電池；當家用電斷開時，太陽能電池充當電源。通過低功耗的無線傳輸模塊將信號經由無線傳感器網絡傳向控制器模塊，控制器模塊發出報警信號，云服務器終端通過GSM模塊通知戶主，采用光伏發電系統和家用電源的雙電源系統供應能源的方法，不僅環保節能，而且使安全可靠性提高，太陽能電池通過太陽能智能充電器連接太陽能板，充電器在陽光充足時為電池充電，充滿電池時自動斷開充電。在充足太陽是充電電流能達到1 A以上，完全滿足電路需要。

本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語（包括技術術語和科學術語）具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。上面對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以再不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。