[实用新型]基于无线传感器网络地下生态水物理参数遥测及传输装置

摘要

基于无线传感器网络地下生态水物理参数遥测及传输装置，它包括传感器固定器、数据采集装置、数据通信装置、通信线缆、短信汇聚及命令下达装置和数据汇总/处理/展示后台服务器；数据通信装置安装在传感器固定器上，其上的线轴及把手固定在十字固定架上的中心位置，通信线缆缠绕在线轴之上并穿过十字固定架中心圆孔连接数据采集装置后垂直悬挂被测井中，数据采集装置悬挂于通信线缆末端；短信汇聚及命令下达装置通过串口与PC机相连接，PC机与数据汇总/处理/展示后台服务器相连接。本实用新型结构新颖，具有体积小成本低，数据定时自动获取，多数据源同步采集，无线方式传输、检测精度高等特点。它在农业与生态学领域里具有广阔的应用前景。

主权项

基于无线传感器网络地下生态水物理参数遥测及传输装置，其特征在于：它包括传感器固定器、数据采集装置、数据通信装置、通信线缆、短信汇聚及命令下达装置和数据汇总/处理/展示后台服务器，数据通信装置安装在传感器固定器上，传感器固定器上的线轴及把手固定在十字固定架上的中心位置，通信线缆缠绕在线轴之上并穿过十字固定架中心圆孔连接数据采集装置后垂直悬挂于被测井中，数据采集装置悬挂于通信线缆末端；短信汇聚及命令下达装置通过串口通信与控制PC机相连接，控制PC机与数据汇总/处理/展示后台服务器相连接；所述传感器固定器是由十字固定架、数据通信装置固定架、线轴及把手三部分组成，数据通信装置固定架通过螺钉固定在十字固定架上，线轴及把手固定在十字固定架上中心处，通信线缆通过十字固定架中心的通孔垂直放下；该十字固定架是垂直十字交叉结构，其四角设有固定螺孔，中心处留有通孔；该数据通信装置固定架为方形带盖子结构，用螺丝固定在十字固定架上；线轴及把手安装于十字固定架中心位置，该线轴是管状件，该把手是丁字形件；所述数据采集装置是由超声波测距传感器、指示灯和接线端子组成，超声波测距传感器进行数据采集通过接线端子的电平信号变化传递距离信息，通过指示灯来表示超声波测距传感器的工作状态并彼此相互连接；该超声波测距传感器具有单探头采集通过计算超声波的飞行时间来计算细眼井液面距井口的距离；该接线端子选用引脚间距为2.54mm的弯角排线；数据采集装置的供电系统及信号传递均通过线缆与数据通信装置相连接；数据采集装置的接口方式采用4线式接口和单头发/收模式；所述数据通信装置是由CPU8051内核处理器、GPRS通信模块、实时时钟模块、电源稳压模块、电源转换模块、SIM卡槽、电源模块、连接温度传感器接口、烧写程序接口、电压检测及指示灯辅助电路、超声波测距传感器接口及电平转化芯片组成；电源模块提供5V电压；通过电源稳压模块生成一路稳定的5V电压，再通过电源转换模块产生一路稳定的3.3V电压；预留出的接口与数据采集装置相连接，数据采集装置的采样信号由CPU8051内核处理器进行处理，再由GPRS通信模块将数据向数据汇总/处理/展示后台服务器端发出；数据通信装置记录由数据采集装置传递回来的高电平的时间长度，并且将其计算成为距离值，同时将距离值及时间信息、节点信息一同发送给数据汇总/处理/展示后台服务器；该SIM卡槽是与SIM300相配套的卡槽；该连接温度传感器接口是间距为2.54mm的4线制跳线；该烧写程序接口是通用的JTAG接口；该电压检测及指示灯辅助电路是通过软件来连接于DIO口的LED指示灯；所述的短信汇聚及命令下达装置使用的是短信猫产品，其型号为F1003 GSM MODEM，它包括以下接口：标准RS232串口；电源、ACT及在线指示灯接口；标准SMA阴头天线接口；标准的推杆式用户卡SIM接口和标准的3芯火车头电源插座；其命令信息下达是：控制PC机通过RS3232串口将数据发送给短信猫产品F1003 GSM MODEM，再由短信猫产品F1003 GSM  MODEM将数据转成基于中国移动网络进行传输的信号，通过中国移动网络发送给布设于各个井眼的数据通信装置、数据采集装置进行配置；其采集数据上传是：先由数据采集装置通过连接电缆将采集量发送给数据通信装置，数据通信装置将数据转化成基于中国移动网络进行传输的信号发送至短信猫产品F1003 GSM MODEM，再通过RS3232串口将数据发送给控制控制PC机，由控制PC机将数据转存至数据汇总/处理/展示后台服务器；所述数据汇总/处理/展示后台服务器是：由型号为IBM X3100M3的数据服务器及型号为DELL OPTIPLEX 360的控制PC机组成，控制PC机与数据服务器通过光纤线缆连接；所述通信线缆是屏蔽的4芯线缆。