基于無線傳感器網絡的智能社區環境檢測系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無線遠程環境監測及消防預警系統，一種基于無線傳感器網絡的智能社區環境檢測系統。
【背景技術】
[0002]隨著人民生活水平的提高、城市化和房產住宅業的快速發展，城市住宅小區的環境問題越來越受到人們的重視。一方面，社區的環境問題直接影響人們的生活質量和身體健康，舒適良好的社區環境能提高居民的生活質量，有益與居民的身體健康；另一方面，社區的環境還可能隱含一些安全隱患，火災、天然氣泄漏等突發事故，直接影響居民的人身安全及財產安全。因此，為了給社區居民提供一個舒適、安全、和諧的生活環境，我們需要對環境進行實時監控，對可能的突發事故進行監測和預警，并及時的采取相應的處理措施，以保證社區環境的舒適與安全。
[0003]另外，為了進一步規范住宅小區智能化建設，建設部特別制定了智能化小區的等級標準，按照其要求，智能化小區必須有安全防范、信息管理、物業管理、信息網絡等各子系統組成，而作為最基本的安全需求，智能監控系統在安防上面有著舉足輕重的作用。
[0004]而且，隨著近年來智能化行業的飛速發展，安防系統已由原來特殊行業，專門應用逐漸普及到各行各業，并逐漸滲透到人們的日常中。現階段各類電子技術蓬勃發展，CPU芯片性能飆升，通信條件和速率不斷革新和完善，也為新的技術推廣提供最廣闊的技術平臺。
[0005]出于以上對社區環境、安全狀況的分析，我們必須得到及時的環境監測數據，準確的監測出空氣中一氧化碳、甲烷等有害氣體的含量和現場環境的實時溫度等信息，并采取有效地安全處理措施，對保護社區居民的身體健康和建設智能化社區都具有重要的意義。保護社區內人們的身體健康，實現社區內環境實時監測和火災、氣體中毒等突發事故的科學預防，事故后科學處理，最大限度地減少人員傷亡和經濟財產的損失，從而減少了社區事故的發生具有重要的意義。因此研制一種能替代工作人員執行環境監測，并且實時準確的監測社區環境狀況，對突發事故進行監測和預警的智能系統顯得尤為迫切而必要。
[0006]基于無線傳感器網絡的社區環境監測系統采用多項創新設計，通過在社區形成了一個立體的監測網，為環保部門工作的展開提供依據，這對環境的保護將起到很大作用。本項目采用無線傳感器網絡技術，它綜合了微電子技術、嵌入式計算技術、現代網絡及無線通信技術和分布式信息處理技術等，能夠使這些先進技術協同地實時監測和采集網絡覆蓋區域中各種環境監測對象的信息，并進行處理，處理后的信息通過無線傳輸方式發送給終端設備。傳感器能保證數據的精確采集，無線通信技術能保證數據的可靠、及時的傳送等，這種技術能夠很好地解決目前社區的環境監測問題。
【實用新型內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是:解決了傳統環境監控系統在社區內安裝復雜、可靠性低、功耗大、設備可維護性差等技術問題，并增加了新的監測功能及預警功能，很好地解決了社區環境實時監測的問題，在條件惡劣和無人堅守的環境監測和事件跟蹤中顯示了很大的應用價值。
[0008]為了達到上述目的，本實用新型有如下技術方案:
[0009]本實用新型的一種基于無線傳感器網絡的智能社區環境檢測系統，包括傳感器節點，網關節點，監控中心，傳感器節點通過Zigbee無線網絡與網關節點連接，傳感器節點通過網關節點再通過GPRS無線網絡與監控中心連接。
[0010]其中，所述傳感器節點包括數據采集裝置、數據處理裝置、無線傳輸裝置和電源裝置，所述電源裝置分別與數據采集裝置、數據處理裝置、無線傳輸裝置連接，數據采集裝置與數據處理裝置連接，數據處理裝置與無線傳輸裝置連接，所述數據采集裝置用于實時監測環境溫度、濕度、空氣質量參數、可燃氣體濃度及有毒氣體濃度信息，采集的數據經數據處理裝置處理后通過無線傳輸裝置傳送至監控中心。
[0011]其中，所述網關節點包括無線傳輸裝置、處理器裝置、GPRS裝置和電源裝置，所述電源裝置分別與無線傳輸裝置、數據處理器裝置、GPRS裝置連接，無線傳輸裝置與數據處理器裝置連接，數據處理器裝置與GPRS裝置連接。
[0012]其中，所述傳感器節點、網關節點均采用太陽能電池板充電、鋰電池供電。
[0013]由于采取了以上技術方案，本實用新型的優點在于:
[0014]本實用新型可以對社區環境空氣質量參數進行實時或分時采集，并將所采集的數據通過Zigbee無線傳感器網絡上傳至網管節點，再由網關節點經GPRS無線網絡上傳至監控中心，用戶可以在遠程實時的觀測到社區環境空氣質量狀況，同時該實用新型采用Zigbee2007/Pix)協議棧建立無線傳感器自組網絡，根據自組網絡的特點增加與刪除節點無需對系統進行重新配置，并且單個節點采用太陽能電池板充電、鋰電池供電，能源清潔，綠色環保，且增加了節點的使用壽命，大大的減小了設備維護的難度，提高社區環境監測的便利性、可靠性及可操作性，該實用新型還實現了社區環境安全的消防預警功能，大大減小了火災，燃氣泄漏等突發事件對居民人身及財產安全的損害。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型基于無線傳感器網絡的智能社區環境監測系統的結構框圖
[0016]圖2是本實用新型傳感器節點的結構框圖
[0017]圖3是本實用新型網關節點的結構框圖。
【具體實施方式】
[0018]以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0019]參見圖1-3:
[0020]本實用新型的一種基于無線傳感器網絡的智能社區環境檢測系統，包括傳感器節點，網關節點，監控中心，傳感器節點通過Zigbee無線網絡與網關節點連接，傳感器節點通過網關節點再通過GPRS無線網絡與監控中心連接。
[0021]所述傳感器節點包括數據采集裝置、數據處理裝置、無線傳輸裝置和電源裝置，所述電源裝置分別與數據采集裝置、數據處理裝置、無線傳輸裝置連接，數據采集裝置與數據處理裝置連接，數據處理裝置與無線傳輸裝置連接，所述數據采集裝置用于實時監測環境溫度、濕度、空氣質量參數、可燃氣體濃度及有毒氣體濃度信息，采集的數據經數據處理裝置處理后通過無線傳輸裝置傳送至監控中心。
[0022]所述網關節點包括無線傳輸裝置、處理器裝置、GPRS裝置和電源裝置，所述電源裝置分別與無線傳輸裝置、數據處理器裝置、GPRS裝置連接，無線傳輸裝置與數據處理器裝置連接，數據處理器裝置與GPRS裝置連接。
[0023]所述傳感器節點、網關節點均采用太陽能電池板充電、鋰電池供電。
[0024]如圖1是本實用新型基于無線傳感器網絡的智能社區環境監測系統的結構框圖，系統由三部分組成:用于數據采集的傳感器節點、用于無線傳輸的網關節點和進行實時監測的監控中心。
[0025]傳感器節點是無線傳感器網絡的基本組成單元。傳感器節點主要功能是實時或分時采集社區環境的空氣質量參數、環境溫度、環境濕度、有毒氣體的濃度及可燃氣體濃度數據，并把所采集的數據送至數據處理裝置，經數據處理裝置轉換成數字信號和相應的分析處理，再將數據經無線傳輸裝置發送到網關節點，由網關節點實現Zigbee網絡與GPRS網絡的協議轉換，并將此數據傳送到監控中心以便對社區環境狀況進行實時監控和數據統計。傳感器節點有兩種工作模式，工作模式和休眠模式，可由監控中心發送節點控制命令對節點工作模式進行配置，以實現數據的實時或分時采集，對于有毒氣體和可燃氣體，可對其設定安全濃度閾值，當采集數據比數據設定值高時，即數據超標時，不論此節點處于何種工作模式下，此節點會立即進入工作模式，向上級發送超標數據，以便監控中心采取有效措施進行處理。
[0026]網關節點是無線傳感器網絡的核心部件，同樣具有兩種工作模式，即工作模式和休眠模式，主要負責傳感器節點與監控中心的信息連接。網關節點中設有與傳感器節點中匹配的CC2520裝置，進行Zigbee無線短距離通信，同時也有與監控中心通過GPRS無線網絡進行遠程數據傳輸的MC35I裝置。當網關節點收到傳感器節點發來的數據時，網關節點進入工作模式，處理器進行快速處理，將該數據傳送給監控中心，數據發送完畢后，此節點立即進入休眠模式。當網關節點收到控制中心發來的命令時，網關節點進入工作模式，經處理器處理后，將命令發送給相應的傳感器節點，等待接收傳感器節點的信息數據，并轉發給監測中心，一定時間后進入休眠模式。由于處理器處理數據的時間相當快，所以處理器大部分時間是處于休眠模式，減小了系統的功耗。
[0027]監控中心可對社區環境空氣中可燃氣體濃度及有毒氣體進行實時監測，對可燃氣體濃度及有毒氣體濃度超標，存在安全隱患的區域進行標定和報警指示，實現了消防預警。
[0028]如圖2是本實用新型傳感器節點的結構框圖，傳感器節點共有四部分組成，即數據采集裝置、數據處理裝置、無線傳輸裝置和電源裝置。
[0029]數據采集裝置:主要功能是采集社區環境信息，其中