[发明专利]一种通用的微环境监测仪及其监测方法

说明书

技术领域

本发明属于环境检测领域，尤其涉及一种通用的微环境监测仪，本发明还涉及一种通用的微环境监测仪的监测方法。

背景技术

当前环境因素在生活生产等方面有着重要的作用，对温度、湿度、水、空气等环境数据的监测，引起了国内外科技人员的重视，采用物联网技术实现对微环境的监测取的一定的成果。但是当前各个行业在应用物联网技术实现环境监测时，需要搭建不同的应用框架，采用不同的方式实现各自业务，并且物联网在传输层一直以来存在难以兼顾低能耗远距离的问题，每个系统在感知层和传输层的建设都需要消耗大量人力物力。

另一方面，当前的环境监测仪采用不同的数据收集设备，数据采集设备难以满足在不同环境下的有效工作，且设备之间的通讯往往采用不同的通讯协议，数据传输过程通讯质量较差，环境监测效率底下。

目前，急需要一种通用的微环境监测仪，以解决上述背景技术中提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通用的微环境监测仪及其监测方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种通用的微环境监测仪，包括单片机，所述单片机下部的左侧设置有电源，所述电源的右侧设置有存储模块，所述单片机的上部设置有模块插槽，所述模块插槽连接有GPRS模块以及LoRa模块，所述单片机左侧的上部设置有定位模块，所述定位模块的下部设置有时钟模块，所述时钟模块的下部设置有通讯模块，所述通讯模块的下部设置有传感器。

优选的，所述单片机采用RAM方式设置，且优先选用STM32系列STM32F103C8T6单片机。

优选的，所述通讯模块包括但不仅限于串口模块、无线模块及蓝牙模块，所述串口模块连接有A/D转换器。

优选的，所述传感器包括但不仅限于温度传感器、湿度传感器及压力传感器，且传感器的一侧还连接有能耗检测装置。

本发明还提供一种通用的微环境监测仪的监测方法，包括以下步骤：

步骤一：传感器收集环境数据；

步骤二；收集到的环境数据通过预设的通讯方式，以及相应的网络架构及设计架构，利用相应的通讯协议，将环境数据传输到服务器。

优选的，所述通讯方式设置有通讯方式一及通讯方式二，所述通讯方式一采用“传感器→汇聚节点→网关→服务端→终端”的信息传递方式，且通讯方式一采用无线传感网络或互联网连接，所述无线传感网络采用ZigBee通信协议互联，所述互联网采用HTTP通信协议互联，所述“汇聚节点”与“网关”采用双向通讯设置，所述通讯方式二采用“传感器→服务端→终端”的信息传递方式，且通讯方式二中“终端”采用GPRS方式设置所述通讯方式设置有通讯方式一及通讯方式二，所述通讯方式一采用“传感器→汇聚节点→网关→服务端→终端”的信息传递方式，且通讯方式一采用无线传感网络或互联网连接，所述无线传感网络采用ZigBee通信协议互联，所述互联网采用HTTP通信协议互联，所述“汇聚节点”与“网关”采用双向通讯设置，所述通讯方式二采用“传感器→服务端→终端”的信息传递方式，且通讯方式二中“终端”采用GPRS方式设置。

优选的，所述网络架构采用LoRaWAN网络架构设置，所述LoRaWAN网络架构包含LoRa网关，所述LoRa网关连接有终端设备和后端中央服务器，所述终端设备采用单跳方式连接有至少一个网关，所述LoRaWAN网络架构的数据传输速率范围为0.3kbps至37.5kbps，且LoRaWAN网络架构采用一种速率自适应方案来控制数据传输速率和每一终端设备的射频输出功率。

优选的，所述设计架构由接收线程与工作线程组成，所述接收线程采用队列存储方式设置。

优选的，所述通讯协议包含有设备到网关协议和网关到服务端协议；所述设备网关协议又包括数据协议、设备信息协议以及命令控制协议，所述数据协议采用统一15个字节的数据包传输方式设置，且其中1～2字节为包头，3字节为发信者，3字节为信息类型，4～5字节为传感器编号，6～11字节具体信息，12～13字节为校验和，14～15字节为包尾；所述设备信息协议采用统一15个字节的数据包传输方式设置，且其中1～2字节为包头，3～4字节为设备ID，5字节为设备类型，6～7字节为设备名称，8字节为设备状态，9～10字节为设备经纬度，12～13字节为校验和，14～15字节为包尾；所述命令控制协议采用统一的9个字节的数据包传输方式设置，其中1～2位为包头，3字节为命令控制，4～5字节为设备编号，6～7位为校验和，8～9位为包尾。