專利名稱：一種無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于工廠、軍事基地等需要安全防護(hù)的特定區(qū)域提供監(jiān)測(cè)保護(hù)功能的傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠、軍事基地等片區(qū)特定防護(hù)網(wǎng)周界入侵的監(jiān)測(cè)保護(hù)，通常采用的方法是在圍欄上布設(shè)傳感光纜，傳感光纜兩端同時(shí)安裝無(wú)源的前、末端傳感器，然后通過(guò)普通的通信光纜將檢測(cè)到的信號(hào)傳送到指定的中央控制中心，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圍欄周界的安全防護(hù)。該方法存在的問(wèn)題是第一，圍欄上所布設(shè)的傳感光纜若有一處遭受迫壞，那么整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)都會(huì)被中斷，從而使監(jiān)控區(qū)域處于無(wú)安全防護(hù)狀態(tài)。第二，當(dāng)需要擴(kuò)大圍欄光纜布控范圍時(shí)，需要重新布網(wǎng)，可能會(huì)造成一些原有光纜的作廢，并且重新布網(wǎng)也浪費(fèi)大量的時(shí)間。第三，在傳感光纜遭受到振動(dòng)時(shí)，無(wú)法分辨出受振動(dòng)的位置；盡管目前新型分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)被提出，但其單點(diǎn)振動(dòng)的空間分辨率大致在四五十米量級(jí)，而多點(diǎn)同時(shí)振動(dòng)時(shí)，對(duì)振動(dòng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和定位將更加困難，無(wú)法滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)目前采用傳感光纜的傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，提出一種新的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可為工廠、軍事基地等需要安全防護(hù)的特定區(qū)域提供準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)保護(hù)功能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)和監(jiān)測(cè)平臺(tái)，所述無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)由ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、與所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)、以及與所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)組成,所述ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)與所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)無(wú)線通信連接。上述系統(tǒng)中，所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊組成，所述無(wú)線通信模塊內(nèi)集成微處理器，所述傳感器模塊與所述無(wú)線通信模塊通過(guò)通用接口連接，所述電源模塊與所述傳感器模塊、無(wú)線通信模塊的電源接口連接；所述傳感器模塊采用加速度傳感器。本實(shí)用新型針對(duì)傳統(tǒng)光纜存在的問(wèn)題，采用加速度傳感器和ZigBee技術(shù)組成無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，Zigbee技術(shù)的特點(diǎn)是低功耗、低速率、低成本、組網(wǎng)強(qiáng)等特點(diǎn)；其中強(qiáng)組網(wǎng)的特點(diǎn)是基于標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議IEEE802. 15. 4的組網(wǎng)功能，在個(gè)別基站出現(xiàn)故障的時(shí)候，其他基站可自助鏈接，保障了網(wǎng)絡(luò)總體的運(yùn)行穩(wěn)定，確保系統(tǒng)不會(huì)出現(xiàn)停止崩潰的現(xiàn)象，有效的解決了一旦圍欄上所布設(shè)的傳感光纜有一處遭受追壞，整個(gè)系統(tǒng)的安全防護(hù)均會(huì)被中斷的問(wèn)題，并提高了定位精度，擴(kuò)大圍欄布控范圍時(shí)節(jié)約了成本和時(shí)間。本系統(tǒng)由基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線傳感網(wǎng)和監(jiān)測(cè)中心兩大部分組成。當(dāng)有人入侵安保網(wǎng)絡(luò)時(shí)，監(jiān)測(cè)中心根據(jù)不同事件發(fā)出報(bào)警，并顯示出入侵者的地理位置，進(jìn)而對(duì)該區(qū)域起到安保的作用，可有效地24小時(shí)提供安全保障。當(dāng)需要擴(kuò)大圍欄安保范圍時(shí)，只需相應(yīng)增加節(jié)點(diǎn)即可，原有節(jié)點(diǎn)繼續(xù)使用。

圖1是本實(shí)用新型無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實(shí)用新型的ZigBee終端節(jié)點(diǎn)邏輯結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型提供的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)I和監(jiān)測(cè)平臺(tái)2，所述無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)由ZigBee終端節(jié)點(diǎn)11、與所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)11無(wú)線通信連接的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)12、以及與所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)12無(wú)線通信連接的ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)13組成，所述ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)13與所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)2無(wú)線通信連接。如圖2所示，所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊111、無(wú)線通信模塊112和電源模塊113組成，所述無(wú)線通信模塊112內(nèi)集成微處理器114，所述傳感器模塊111與所述無(wú)線通信模塊112內(nèi)集成的微處理器114通過(guò)通用接口 115連接，所述電源模塊113與所述傳感器模塊111、無(wú)線通信模塊112的電源接口連接。所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)的傳感器模塊采用加速度傳感器。傳感器模塊負(fù)責(zé)信息的采集并將采集的信號(hào)經(jīng)ADC轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)并傳送給微處理器；微處理器負(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；無(wú)線通信模塊負(fù)責(zé)與ZigBee路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，交換控制消息和收發(fā)數(shù)據(jù)。所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)和ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)13均由無(wú)線通信模塊和電源模塊組成。無(wú)線通信模塊內(nèi)同樣集成微處理器。電源模塊為無(wú)線通信模塊供電。所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)可采用PC機(jī)。具體實(shí)施時(shí)，ZigBee路由節(jié)點(diǎn)12有多個(gè)，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)11則有更多個(gè)，ZigBee終端節(jié)點(diǎn)11通過(guò)傳感器模塊采集外界信息，每個(gè)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)11將采集的信息通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送到鄰近的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)12，每個(gè)ZigBee路由節(jié)點(diǎn)12將ZigBee終端節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的信息通過(guò)無(wú)線通信模塊發(fā)送到Zi gBee匯聚節(jié)點(diǎn)13，再由Zi gBee匯聚節(jié)點(diǎn)13通過(guò)無(wú)線通信發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心。無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用樹狀網(wǎng)。以本實(shí)用新型布設(shè)在一種防區(qū)的圍欄為例，當(dāng)圍欄在沒有受到振動(dòng)時(shí)，加速度傳感器三軸輸出的加速度值基本上沒有變化；而當(dāng)有人員翻越、攀爬防區(qū)圍欄、破壞防區(qū)圍欄、破壞無(wú)線傳感設(shè)備和挖掘防區(qū)內(nèi)時(shí)，加速度傳感器輸出的加速度值至少有一軸變化較大。通過(guò)在微處理器設(shè)置某一加速度閾值，與實(shí)際輸出的加速度值進(jìn)行比較，如果連續(xù)超過(guò)閾值一定次數(shù)，可認(rèn)為此圍欄受到振動(dòng)，然而要區(qū)分人為振動(dòng)還是自然引起的振動(dòng)(刮大風(fēng)、下大雨等)僅僅通過(guò)加速度值是難以實(shí)現(xiàn)的，可在微處理器對(duì)加速度傳感器采集的值進(jìn)行頻域分析，由于刮大風(fēng)、下大雨等引起振動(dòng)的頻率和人為振動(dòng)的頻率不同，本微處理器能夠加以區(qū)分，微處理器處理完后將開關(guān)量通過(guò)ZigBee無(wú)線通信進(jìn)行傳輸，由終端節(jié)點(diǎn)到路由節(jié)點(diǎn)，再到匯聚節(jié)點(diǎn)，通過(guò)ZigBee幾級(jí)跳以后最后傳輸?shù)胶笈_(tái)監(jiān)測(cè)中心，后臺(tái)監(jiān)測(cè)中心獲得開關(guān)量后將進(jìn)行相應(yīng)的處理，確定是否進(jìn)行報(bào)警。其次，后臺(tái)監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)ZigBee終端節(jié)點(diǎn)和路由節(jié)點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，如果某一處ZigBee終端節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，在后臺(tái)監(jiān)測(cè)中心將能夠?qū)崟r(shí)發(fā)現(xiàn)，而且由于ZigBee組網(wǎng)的特點(diǎn)，當(dāng)某一 ZigBee終端節(jié)點(diǎn)或路由節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障，并不會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)中斷，這就克服了傳統(tǒng)光纜網(wǎng)絡(luò)的不足。當(dāng)需要擴(kuò)大圍欄布控范圍時(shí)，原有節(jié)點(diǎn)可繼續(xù)使用，只需增加相應(yīng)節(jié)點(diǎn)即可，新增加的節(jié)點(diǎn)上電后加入網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間短，大約在秒數(shù)量級(jí)。本實(shí)用新型對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)及時(shí)，定位精度取決于兩個(gè)終端節(jié)點(diǎn)之間的間距，因?yàn)榧铀俣葌鞲衅鞅旧淼脑颍K端節(jié)點(diǎn)之間的間距至多在一二十米，定位精度高于目前的分布式光纖振動(dòng)傳感系統(tǒng)。
權(quán)利要求1.一種無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)和監(jiān)測(cè)平臺(tái)，所述無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)由ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、與所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)、以及與所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)組成,所述ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)與所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)無(wú)線通信連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、無(wú)線通信模塊和電源模塊組成，所述無(wú)線通信模塊內(nèi)集成微處理器，所述傳感器模塊與所述無(wú)線通信模塊內(nèi)集成的微處理器通過(guò)通用接口連接，所述電源模塊與所述傳感器模塊、無(wú)線通信模塊的電源接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器模塊采用加速度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)由無(wú)線通信模塊和電源模塊組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)由無(wú)線通信模塊和電源模塊組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)為PC機(jī)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種無(wú)線振動(dòng)傳感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)和監(jiān)測(cè)平臺(tái)，所述無(wú)線振動(dòng)傳感網(wǎng)由ZigBee終端節(jié)點(diǎn)、與所述ZigBee終端節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee路由節(jié)點(diǎn)、以及與所述ZigBee路由節(jié)點(diǎn)無(wú)線通信連接的ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)組成，所述ZigBee匯聚節(jié)點(diǎn)與所述監(jiān)測(cè)平臺(tái)無(wú)線通信連接。
文檔編號(hào)G01H17/00GK202836745SQ20122055167
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月26日
發(fā)明者包漢瑜, 楊廷雷, 馬連軼, 王安 申請(qǐng)人:北京航天長(zhǎng)峰科技工業(yè)集團(tuán)有限公司