專利名稱：固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣體檢測(cè)無線報(bào)警設(shè)備，具體的說設(shè)計(jì)一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的氣體檢測(cè)無線報(bào)警設(shè)備。
背景技術(shù)：
近年來礦山、石化、化工、冶金、鋼鐵行業(yè)都陸續(xù)不斷的出現(xiàn)了氣體泄露發(fā)生爆炸的事故，給個(gè)人、企業(yè)、社會(huì)都帶來了重大損失，而氣體報(bào)警器在氣體安全檢測(cè)方面作用很大。固定式報(bào)警監(jiān)控系統(tǒng)又分四類，一是基于單片機(jī)的智能化監(jiān)控系統(tǒng)，二是基于工控機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，三類是以DCS控制技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的檢測(cè)系統(tǒng)，第四類是基于智能無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的分支)為基礎(chǔ)發(fā)展的監(jiān)控系統(tǒng)。目前國(guó)外先進(jìn)國(guó)家已經(jīng)在大力推廣第四類也就是基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，但是，目前的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的監(jiān)控系統(tǒng)，以單片機(jī)式的固定監(jiān)測(cè)監(jiān)控為主，這類系統(tǒng)雖然能完成現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)測(cè)報(bào)警和監(jiān)控。但在事故發(fā)生后往往不能及時(shí)完成事故存檔，給事故分析帶來困難。而且由于監(jiān)控儀表在現(xiàn)場(chǎng)，廠領(lǐng)導(dǎo)不能及時(shí)了解危險(xiǎn)情況，不能及時(shí)控制事態(tài)發(fā)展，延誤事態(tài)處理戰(zhàn)機(jī)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種數(shù)據(jù)傳輸距離大，信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸接收、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程存檔的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備。本實(shí)用新型解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，包含至少一個(gè)無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和至少一個(gè)無線通訊基站設(shè)備，所述各無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和無線通訊基站設(shè)備之間采用部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接；所述無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，所述傳感器模塊與信號(hào)處理模塊連接，所述信號(hào)處理模塊與存儲(chǔ)模塊和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接，所述電源管理模塊與傳感器模塊、信號(hào)處理模塊以及存儲(chǔ)模塊相連；所述無線通訊基站設(shè)備為嵌入式設(shè)備，包括微處理模塊、輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，所述微處理模塊分別與輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊相連。本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是所述無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備中的傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊集為一個(gè)整體設(shè)置在無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備的腔體內(nèi)。進(jìn)一步的，所述無線通信基站設(shè)備中的微處理模塊、輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊集為一個(gè)整體設(shè)置在無線通信基站設(shè)備的腔體內(nèi)。進(jìn)一步的，為了實(shí)現(xiàn)設(shè)備的超低功耗，并實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換，所述信號(hào)處理模塊使用16位混合信號(hào)處理器MSP43CFG439。進(jìn)一步的，為了實(shí)現(xiàn)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)，所述無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括射頻放大器、收發(fā)天線和UART接口，UART接口與信號(hào)處理模塊連
接。進(jìn)一步的，所述的微處理模塊采用STM32F103VCT6微處理器，STM32F130VCT6是基于ARM9指令集的ARM處理器，片內(nèi)有256KB的Flash和48KB的RAM，而且該處理器集成了許多外設(shè)接口，包括485接口和以太網(wǎng)接口。本實(shí)用新型可以完全采用現(xiàn)有模塊或器件作為相應(yīng)單元，將其組合連接在一起即可實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，因此切實(shí)可行。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型在氣體檢測(cè)報(bào)警儀領(lǐng)域首次實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信號(hào)的無線傳輸，省卻了現(xiàn)場(chǎng)布線帶來的大量工作和使用成本，為氣體檢測(cè)報(bào)警儀帶來了使用上的革命性改進(jìn)；通過采用極低功耗電路和運(yùn)行方式，節(jié)能且運(yùn)行穩(wěn)定；通過采用網(wǎng)絡(luò)化無線通訊方式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)信號(hào)的高可靠性傳輸；采用部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)都被用作中繼器或路由器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的范圍都成倍地?cái)U(kuò)大了，沒有最大通信距離的限制， 大大的提高了傳輸距離；設(shè)備中的所有模塊都集成在一個(gè)腔體內(nèi)，減小了檢測(cè)設(shè)備的體積， 集成度高，使用方便。

圖1為本實(shí)用新型的連接示意圖。圖2為本實(shí)施新型無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備的連接示意圖。圖3為本實(shí)用新型無線通訊基站設(shè)備的連接示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)施例公開一種固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，連接如圖1 所示，包含多個(gè)無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和多個(gè)無線通訊基站設(shè)備，各無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和無線通訊基站設(shè)備之間的連接關(guān)系采用部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有的節(jié)點(diǎn)都被用作中繼器或路由器，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的范圍都成倍地?cái)U(kuò)大了，沒有最大通信距離的限制。無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備連接如圖2所示，包括傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、 無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，傳感器模塊與信號(hào)處理模塊連接，信號(hào)處理模塊與存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接，電源管理模塊與傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊相連，其中所述的信號(hào)處理模塊使用超低功耗的16位混合信號(hào)處理器MSP430TO439，可以實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換。所述無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備中的傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊為一個(gè)不可拆分的整體，集成在無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備腔體內(nèi)。無線通訊基站設(shè)備為嵌入式設(shè)備，連接如圖3所示，包括微處理模塊，輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，微處理模塊分別與輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊相連，其中所述的微處理模塊采用STM32F103VCT6微處理器， STM32F130VCT6是基于ARM9指令集的ARM處理器，片內(nèi)有256KB的Flash和48KB的RAM，而且該處理器集成了許多外設(shè)接口，包括485接口和以太網(wǎng)接口。所述無線通信基站設(shè)備中的微處理模塊、輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊為一個(gè)不可拆分的整體， 集成在無線通信基站設(shè)備腔體內(nèi)。無線通信節(jié)點(diǎn)和無線通訊基站節(jié)點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊都包括射頻放大器、收發(fā)天線和UART接口，UART接口與信號(hào)處理模塊連接，實(shí)現(xiàn)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)。固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備工作時(shí)，無線通信節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，并將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到信號(hào)處理模塊，信號(hào)處理模塊的MSP430TO439處理器負(fù)責(zé)控制整個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理操作、路由協(xié)議、功耗管理、任務(wù)管理等，并且MSP430TO439處理器自身具有A/D功能，從傳感器得到的模擬信號(hào)可以直接送到MSP430F439進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，功耗低。信號(hào)處理模塊處理好的信息，傳送到存儲(chǔ)模塊進(jìn)行存儲(chǔ)，并且發(fā)送給無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊。存儲(chǔ)模塊負(fù)責(zé)存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)。無線收發(fā)模塊負(fù)責(zé)與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)，提供UART接口與MSP430TO439 通信，而MSP430TO439則連接鍵盤、顯示等人機(jī)交互界面、傳感器、控制器等。電源管理模塊提供能量，選通所用到的傳感器，由兩節(jié)1. 5V堿性電池組成。無線通信基站節(jié)點(diǎn)的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊收取無線通信節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)數(shù)據(jù)，傳送給微處理模塊進(jìn)行處理并存儲(chǔ)，微處理模塊采用ST公司生產(chǎn)的STM32F103VCT6微處理器， STM32F130VCT6是基于ARM9指令集的ARM處理器，片內(nèi)有256KB的Flash和48KB的RAM, 而且該處理器集成了許多外設(shè)接口，包括485接口和以太網(wǎng)接口。微處理模塊處理的數(shù)據(jù)傳入輸入輸出接口進(jìn)行展示。電源管理模塊提供能量。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，其特征在于包含至少一個(gè)無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和至少一個(gè)無線通訊基站設(shè)備，所述各無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和無線通訊基站設(shè)備之間采用部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接；所述無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，所述傳感器模塊與信號(hào)處理模塊連接， 所述信號(hào)處理模塊與存儲(chǔ)模塊和無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊連接，所述電源管理模塊與傳感器模塊、信號(hào)處理模塊以及存儲(chǔ)模塊相連；所述無線通訊基站設(shè)備為嵌入式設(shè)備，包括微處理模塊、輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，所述微處理模塊分別與輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，其特征在于所述無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備中的傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊集為一個(gè)整體設(shè)置在所述無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備的腔體內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，其特征在于所述無線通信基站設(shè)備中的微處理模塊、輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊集為一個(gè)整體設(shè)置在所述無線通信基站設(shè)備的腔體內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備， 其特征在于所述信號(hào)處理模塊采用16位混合信號(hào)處理器MSP430RM39。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，其特征在于所述無線通訊基站設(shè)備的無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊包括射頻放大器、收發(fā)天線和 UART 接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備， 其特征在于所述的微處理模塊采用STM32F103VCT6微處理器。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種固定式集成化無線廣域網(wǎng)通訊氣體檢測(cè)報(bào)警設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包含至少一個(gè)無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和至少一個(gè)無線通訊基站設(shè)備，各無線通訊節(jié)點(diǎn)設(shè)備和無線通訊基站設(shè)備之間采用部分網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接；所述無線通信節(jié)點(diǎn)設(shè)備包括傳感器模塊、信號(hào)處理模塊、存儲(chǔ)模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊；所述無線通訊基站設(shè)備為嵌入式系統(tǒng)，包括微處理模塊，輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊，微處理模塊分別與輸入輸出模塊、無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊和電源管理模塊相連。本實(shí)用新型傳輸距離大，功耗低，并實(shí)現(xiàn)信號(hào)實(shí)時(shí)傳輸接收，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程存檔等功能。
文檔編號(hào)H04W84/18GK202159419SQ20112028711
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月9日
發(fā)明者傅利偉, 劉罡, 田寶國(guó) 申請(qǐng)人:南京波騰科技工程有限公司