[实用新型]监测滑坡体氡气浓度的无线传感器网络节点装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种监测滑坡体氡气浓度的无线传感器网络节点装置，属于无线传感器网络技术领域。 

背景技术

无线传感器网络是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪,具有快速展开、抗毁性强等特点，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息，有着广阔的应用前景。现在,无线传感器网络已经引起了各大学、科研机构乃至于各个国家的高度重视,将其应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域；是当前国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点，已经被认为是将对21世纪产生最大影响的技术之一。 

氡是放射性气体，其能够沿着裂隙、构造等从地下深处运移到近地表，在滑坡蠕动和变化时，赋存于滑床的氡气运移将加剧,在近地表测得的氡气浓度值也必将有所变化。目前，据国外研究资料表明,研究人员已经开始应用地下氡气浓度变化信息作为辅助参数，来配合其它主要参数研究滑坡运动规律。 

氡气测量技术是近年来我国应用较多的一种放射性勘探方法，目前已在寻找基岩裂隙水、找矿、探查油及探测岩溶等方面取得显著效果及经济效益。在滑坡勘查中,也取得一定的进展。随着仪器仪表技术和计算机技术的发展，地质灾害勘查技术与监测技术逐渐融合，氡气测量技术在地质灾害勘查领域的成功应用,为把氡气测量技术应用于长期的地质灾害监测提供了依据和可能。 

目前监测滑坡体氡气浓度，是将一个氡气浓度检测传感器装置放置到地下井，在滑坡体附近采用有线连接的方式将装置所采集的氡气浓度数据传输到接收设备,由于在滑坡体附近区域内打井、部署通信电缆或光缆造价高，工程施工有很多不便；且氡气浓度监测设备的可靠性不高。因此,研究和开发一种监测滑坡体氡气浓度的无线传感器网络节点装置,对地质灾害监测预警系统的建立和运行具有很强的现实意义和必要性。 

发明内容

本实用新型的目的在于解决现有使用有线方式采集传输氡气浓度数据存在工程造价高、施工不便及存在极大危险、氡气浓度监测设备的可靠性低的缺陷,而提供一种硬件电路性能稳定、可靠性高、功耗低、成本低廉和体积小巧的监测滑坡体氡气浓度的无线传感器网络节点装置。 

本实用新型为达到上述目的所采取的具体的技术方案是：提供一种监测滑坡体氡气浓度的无线传感器网络节点装置，包括氡气浓度数据采集单元、无线单片机控制单元和无线射频收发前端单元，所述的氡气浓度数据采集单元与无线单片机控制单元电互连，无线单片机控制单元与无线射频收发前端单元电互连；

所述的氡气浓度数据采集单元的电路中包含两个或两个以上分别以横向和纵向连接成十字交叉排列的组合氡气浓度数据采集单元，横向与纵向排列的氡气浓度数据采集单元的输出引脚分别与无线单片机控制单元的相应引脚连接； 

所述的无线射频收发前端单元含有外接天线、外接滤波电容和无线收发芯片，外接天线通过多个电感电容与无线收发芯片耦合连接。无线射频收发前端单元主要完成射频信号的功率放大，其中的外接滤波电容用于消除电源噪声对无线收发芯片性能的干扰。

本实用新型网络节点装置所述的氡气浓度数据采集单元含有氡气半导体探测器和氡气浓度采集模块，氡气浓度采集模块由LF351D芯片、OP07芯片、LM324芯片构成的微弱电荷敏感放大电路、主放大电路和波形整形电路组成，所述的无线单片机控制单元含有CC2430芯片，所述的无线射频收发前端单元含有CC2590芯片。 

本实用新型网络节点装置所述的无线射频收发前端单元的外接天线经可调电感L2、可调电容C3与CC2590芯片的第11引脚ANT连接，外接天线还经电感L1接地； CC2590芯片的第4引脚RF_P与无线单片机控制单元的CC2430芯片的第32引脚连接，CC2590芯片的第2引脚RF_N与CC2430芯片的第34引脚连接，并且在第4引脚与第2引脚之间接有一电感L3；CC2590芯片的第5引脚PAEN与第6引脚EN均与CC2430芯片的第23引脚连接，CC2590芯片的第7引脚HGM与CC2430芯片的第8引脚连接， CC2590芯片的第3引脚RXTX与CC2430芯片的第33引脚连接, CC2590芯片的第8、9、12、14引脚均接地，第15引脚通过电阻接地，CC2590芯片的第10、13、16引脚连接VCC及电容接地。 

本实用新型网络节点装置具有以下积极效果：