[发明专利]基于物联网的无线环境监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，尤其涉及一种基于物联网的无线环境监测系统。

背景技术

随着社会的高速发展，人们的生活水平不断提高，各类污染源也不断增加，尤其是制造领域、化工领域，各种废气的肆意排放使得空气质量状况越来越差，空气状况关乎人们的身体健康，我们迫切的需要知道所处的环境状况，从而尽快的从源头上改善环境。然而现状是依靠我们自身的感知无法知晓所处的环境状况如何，而且现有的检测设备比较单一，只能检测某一种污染源，不能实现无线获取环境数据和远程监测环境状况。

随着雾霾天气的频繁出现，空气质量越来越受到人们重视。但人们关注并监测室外空气质量的同时，对室内的环境空气质量却缺乏足够的关注与重视。据统计，全球近一半的人处于室内空气污染中，室内环境问题对我们来讲，就显得尤为主要。不仅对人体健康产生很大的危害，而且一些例如制药工厂和汽车喷涂车间的工业环境，在工作时对空气里的粉尘颗粒数量有极为严格的要求，超过一定数量就会影响工艺运转和最终的产品品质。这些行业的现状往往是在生产过程中定时的用空气微小颗粒计数器来检测粉尘颗粒数量。

如今物联网技术已经深入社会生活的方方面面，运用物联网技术进行环境状况监测已成为研究的热点。随着物联网概念的兴起，无线传感器网络和无线通信在很大一部分空间得到了广泛的应用。目前，传统方式下，大部分环境监测系统采用有线通讯布网方式和人工测量的方法，普遍布线困难、组网复杂、测量误差大、作业效率低，使用的线缆成本很高且对电力电缆的依赖性很强，不利于设备安装与拆移升级；且系统不易维护、功耗较大、远距离场合难以实现有效监测。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于物联网的无线环境监测系统，本发明具有性能稳定、低速率、低功耗、延时短和短距离传输的优点，提高了该系统的自动化程度，实现了室内室外区域化环境数据实时监测的目标，达到了手机和监控平台实时监控的效果。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案：基于物联网的无线环境监测系统，包括ZigBee无线通信网络模块和主核心控制模块；所述ZigBee无线通信网络模块包含多个终端节点，所述每个终端节点由CC2530射频模块、液晶显示模块、串口通信模块、键盘模块、电源模块和传感器模块组成；所述主核心控制模块由监测平台、GPRS、WIFI模块、手机应用客户端和协调器节点组成，所述协调器节点由8051MCU CC2530核心、数据存储模块、电源模块、JTAG接口模块和串口通信模块组成；所述CC2530射频模块分别连接液晶显示模块、串口通信模块、键盘模块、电源模块、传感器模块，所述8051MCU CC2530核心分别连接数据存储模块、电源模块、JTAG接口模块、串口通信模块，所述终端节点与协调器节点通过ZigBee网络通信，所述协调器节点通过所连接的WIFI模块与手机应用客户端相连，所述协调器节点通过串口连接监测平台，所述GPRS通过串口通信与协调器节点相连。

优选地，所述传感器模块包含数字温湿度传感器、灰尘传感器、烟雾传感器、PM2.5激光粉尘传感器、TVOC可挥发性气体检测传感器、甲醛传感器。

优选地，所述传感器模块中的数字温湿度传感器选用SHT11型号。

优选地所述传感器模块中的灰尘传感器选用的是夏普第光学灰尘传感器GP2Y1010AU0F。

优选地，所述传感器模块中的烟雾传感器选用的是MQ135烟雾传感器。

优选地，所述WIFI模块采用的是ESP8266，ESP8266工作在AP模式。

优选地，所述GPRS数据传输模块选用的是MC39i，它是由900MHz/1800MHz双频通信和GSM模块构成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实现了环境状况的无线实时监测，通过使用检测精度较高的传感器，保证了环境检测数据准确、可靠；采用基于ZigBee协议标准的无线传感器网络，使系统具有性能稳定、低速率、低功耗、延时短和短距离传输等特点；在PC机上采用LabVIEW构成监测显示数据的上位机平台，实现对网络采集的数据传输、存储和分析；通过WIFI还可实现手机应用客户端对环境数据的实时监测；系统实现了室内室外区域化数据监测，无线化的监测系统具有较好的应用前景。

附图说明

图1是本发明的系统结构示意图。

图2是本发明的协调器节点软件流程图。

图3是本发明的终端传感器节点软件流程图。

具体实施方式