二電源模塊540，非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)5通過接收周邊少數(shù)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)4的GPS定位信息，由ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法來定位自身位置。
[0021]進(jìn)一步的，第一 ZIGBEE模塊460上還設(shè)有接收天線及發(fā)送天線；用于建立ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送。
[0022]進(jìn)一步的，第一傳感器模塊420及第二傳感器模塊520均包括核輻射傳感器423、濕度傳感器422及溫度傳感器421。
[0023]進(jìn)一步的，第一存儲(chǔ)模塊430及第二存儲(chǔ)模塊530內(nèi)存儲(chǔ)有與其位置唯一對(duì)應(yīng)的位置編碼信息。
[0024]進(jìn)一步的，第一電源模塊440及第二電源模塊540電壓范圍在6V?12V。
[0025]首先，GPS定位模塊450將接收到的位置信號(hào)進(jìn)行分析及解碼，解碼的信號(hào)再送給第一微處理器模塊410處理，第一微處理器模塊410對(duì)信號(hào)處理，讓其符合ZIGBEE的傳輸協(xié)議。同時(shí)，傳感器模塊將采集得到的放射性參數(shù)、環(huán)境參數(shù)的模擬信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)后傳輸給微處理器模塊，微處理器模塊將放射性參數(shù)、環(huán)境參數(shù)及位置信號(hào)傳輸給ZIGBEE模塊；ZIGBEE模塊通過接受天線及發(fā)送天線將信號(hào)發(fā)送，靠近基站節(jié)點(diǎn)2的定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3直接發(fā)送給基站節(jié)點(diǎn)2，否則轉(zhuǎn)發(fā)到其他節(jié)點(diǎn)經(jīng)過多次轉(zhuǎn)發(fā)后，信號(hào)傳送給基站節(jié)點(diǎn)2,上位機(jī)把傳送過來的信息，經(jīng)過比對(duì)，排序，定位計(jì)算，最終顯示在顯示器上。
[0026]當(dāng)無法接收到衛(wèi)星信號(hào)的情況下，ZIGBEE定位系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)，首先，綜合處理服務(wù)器I發(fā)送請(qǐng)求給基站節(jié)點(diǎn)2，基站節(jié)點(diǎn)2接到請(qǐng)求后開始上報(bào)周圍的定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3，定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3可把自身的位置編碼上傳發(fā)送至綜合處理服務(wù)器I。
[0027]在實(shí)際操作中，監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)中的基站節(jié)點(diǎn)2接收綜合處理服務(wù)器I通過有線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)來的命令，驗(yàn)證、解析成功后再經(jīng)由定位監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)將命令傳送給每個(gè)定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3，定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3的微處理器模塊喚醒節(jié)點(diǎn)端程序，傳感器模塊開始監(jiān)測(cè)、采集放射源及其環(huán)境溫度、濕度及放射量信息，并通過模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將采集的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息，微處理器模塊再對(duì)此數(shù)字信息進(jìn)行加密處理，并存儲(chǔ)至存儲(chǔ)模塊，以保證數(shù)據(jù)的完整性，ZIGBEE模塊可與其他定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3和基站節(jié)點(diǎn)2之間進(jìn)行無線通信，將接收或采集的信息發(fā)送給基站節(jié)點(diǎn)2，基站節(jié)點(diǎn)2再將信息傳送回綜合處理服務(wù)器1，綜合處理服務(wù)器I通過專用的接口設(shè)備接收發(fā)送來的信息，并將其經(jīng)解密后匯總處理。
[0028]在整個(gè)監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)中，每個(gè)定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3都能與其相鄰節(jié)點(diǎn)通訊，形成多跳自組網(wǎng)，定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3上的數(shù)據(jù)可被相鄰節(jié)點(diǎn)多跳轉(zhuǎn)發(fā)，即使某一個(gè)定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3失效，其他定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3仍能夠直接的或間接地監(jiān)測(cè)、采集網(wǎng)絡(luò)中每一個(gè)區(qū)域的放射性污染信息并將其傳送給基站節(jié)點(diǎn)2，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)放射性核素水土污染區(qū)域的有效監(jiān)控；所述的基站節(jié)點(diǎn)2都有一定容量的內(nèi)存，可在基站節(jié)點(diǎn)2與綜合處理服務(wù)器I失去連接的情況下，接收并暫存來自定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)3的數(shù)據(jù)信息，確保數(shù)據(jù)信息的安全傳輸。
[0029]本發(fā)明提供的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，布設(shè)多個(gè)定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)覆蓋整個(gè)監(jiān)測(cè)區(qū)域形成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)在線核素污染放射性監(jiān)測(cè)定位，無需人員去現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，降低了成本又方便，相比傳統(tǒng)技術(shù)大大提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的時(shí)效性、安全性；基于GPS和ZIGBEE的雙模定位技術(shù)，平臺(tái)擴(kuò)展性極強(qiáng)，可同時(shí)加載多個(gè)節(jié)點(diǎn)，還可以加載各種傳感器；由于ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)為免費(fèi)使用的無線通信標(biāo)準(zhǔn)，因此節(jié)省了大量許可使用費(fèi)，進(jìn)而降低了成本。具有低耗能、超長待機(jī)、體積小、重量輕、無線布設(shè)方便和適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的特點(diǎn)。
[0030]本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、基站節(jié)點(diǎn)及綜合處理服務(wù)器；所述基站節(jié)點(diǎn)用于與所述定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；所述綜合處理服務(wù)器通過有線網(wǎng)絡(luò)連接所述基站節(jié)點(diǎn)；所述定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間采用ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)通信； 所述定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)布設(shè)在鈾尾礦庫及其周邊區(qū)域，包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)；所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)含有GPS定位模塊、第一微處理器模塊、第一存儲(chǔ)模塊、第一 ZIGBEE模塊、第一傳感器模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及第一電源模塊；所述GPS定位模塊與所述第一微處理器模塊串口相連，用于將接收的定位數(shù)據(jù)發(fā)送給所述第一微處理器模塊進(jìn)行處理；所述第一微處理器模塊連接所述第一 ZIGBEE模塊，將所述定位數(shù)據(jù)通過第一 ZIGBEE模塊傳輸至其它所述非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)；所述第一微處理器模塊通過所述第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接所述第一傳感器模塊；所述第一微處理器模塊還連接所述第一電源模塊及第一存儲(chǔ)模塊；所述第一電源模塊為所述GPS定位模塊、第一微處理器模塊、第一存儲(chǔ)模塊、第一 ZIGBEE模塊、第一傳感器模塊及第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行供電，提供節(jié)點(diǎn)正常運(yùn)行所需的能量；所述非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括第二微處理器模塊、第二存儲(chǔ)模塊、第二 ZIGBEE模塊、第二傳感器模塊、第二模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及第二電源模塊，所述非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)通過接收周邊少數(shù)所述信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的GPS定位信息，由ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法來定位自身位置。2.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第一 ZIGBEE模塊上還設(shè)有接收天線及發(fā)送天線；用于建立ZIGBEE無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，與其他節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收及發(fā)送。3.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述第一傳感器模塊及第二傳感器模塊均包括核輻射傳感器、濕度傳感器及溫度傳感器。4.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一存儲(chǔ)模塊及第二存儲(chǔ)模塊內(nèi)存儲(chǔ)有與其位置唯一對(duì)應(yīng)的位置編碼信息。5.如權(quán)利要求1所述的基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一電源模塊及第二電源模塊電壓范圍在6V?12V。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的放射性核素水土污染監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，包括定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、基站節(jié)點(diǎn)及綜合處理服務(wù)器；基站節(jié)點(diǎn)用于與定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信；綜合處理服務(wù)器通過有線網(wǎng)絡(luò)連接基站節(jié)點(diǎn)；定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)與基站節(jié)點(diǎn)之間采用ZIGBEE標(biāo)準(zhǔn)通信；定位監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括信標(biāo)節(jié)點(diǎn)及非信標(biāo)節(jié)點(diǎn)，信標(biāo)節(jié)點(diǎn)包括GPS定位模塊，第一微處理器模塊、第一存儲(chǔ)模塊、第一ZIGBEE模塊、第一傳感器模塊、第一模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊及第一電源模塊。本發(fā)明能使監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)的實(shí)用性大大提高；基于GPS和ZIGBEE的雙模定位技術(shù)，平臺(tái)擴(kuò)展性極強(qiáng)，可同時(shí)加載多個(gè)節(jié)點(diǎn)，還可以加載各種傳感器；具有低耗能、超長待機(jī)、體積小、重量輕、便于攜帶和適應(yīng)各種惡劣環(huán)境的特點(diǎn)。
【IPC分類】G01N33/24, G01S19/46, G08C17/02
【公開號(hào)】CN105158435
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510433843
【發(fā)明人】余修武, 李向陽, 謝水波, 江珊, 余員琴, 范飛生, 李睿
【申請(qǐng)人】南華大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年7月22日