專(zhuān)利名稱(chēng)：基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域，具體涉及基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水資源是地球的重要自然資源，水資源實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)是保護(hù)水資源的重要手段之一，水泵安全可靠工作是保障水資源利用的重要環(huán)節(jié)。水資源監(jiān)測(cè)與水泵電機(jī)保護(hù)相結(jié)合方案越來(lái)越被關(guān)注，隨著水資源的日益短缺，水資源的監(jiān)測(cè)及有效利用已經(jīng)成為各國(guó)關(guān)注的焦點(diǎn)，水資源管理的信息化越來(lái)越被重視。水源地一般地處偏遠(yuǎn)，采用人員值班以及有線(xiàn)傳輸?shù)姆绞酱嬖诔鲥e(cuò)率高以及成本高等問(wèn)題。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的水資源監(jiān)測(cè)及利用信息化程度比較高，國(guó)內(nèi)的水資源監(jiān)測(cè)還處于向信息化過(guò)渡的過(guò)程中，對(duì)大范圍的水資源監(jiān)測(cè)以及利用多采用GPRS技術(shù)，對(duì)小范圍的水資源監(jiān)測(cè)以及利用多采用ZigBee技術(shù)，對(duì)于兩者的結(jié)合·進(jìn)行水資源監(jiān)測(cè)和水泵電機(jī)保護(hù)目前國(guó)內(nèi)還比較少。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供了基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，將Zigbee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，應(yīng)用于水資源監(jiān)測(cè)以及水泵電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)中的方案，能滿(mǎn)足水資源以及電機(jī)保護(hù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化的需求。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，包括至少一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)應(yīng)連接于多組網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)。所述網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)由微控制器，ZigBee模塊，水文傳感器電路，電量采集電路，報(bào)警電路，系統(tǒng)電源電路模塊以及外圍電路組成，所述微控制器采用MSP430。所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是由微控制器，ZigBee模塊，GPRS模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，觸摸屏顯示電路，電源電路以及外圍電路組成，所述微控制器采用基于Cortex-M3內(nèi)核的處理器LM3S8962。所述網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)將采集到水文信息、水泵電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，若電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常或者水資源的監(jiān)測(cè)參數(shù)到達(dá)報(bào)警值，立即實(shí)施保護(hù)措施。所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)建立網(wǎng)絡(luò)，將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，將所有收集的數(shù)據(jù)利用GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心的上位機(jī)上，方便監(jiān)控中心對(duì)水資源的統(tǒng)一管理與調(diào)度以及水源地各個(gè)水泵電機(jī)的保護(hù)。本實(shí)用新型的有益效果是將Zigbee技術(shù)與GPRS技術(shù)相結(jié)合實(shí)現(xiàn)大范圍水資源的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及水泵電機(jī)的保護(hù)，ZigBee技術(shù)使用免費(fèi)頻段，單個(gè)節(jié)點(diǎn)成本低，一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)與GPRS連接，相比只使用GPRS技術(shù)，大大降低了整個(gè)系統(tǒng)的成本；ZigBee功耗低，可以保證整個(gè)系統(tǒng)在野外環(huán)境下只由電池供電工作較長(zhǎng)的時(shí)間。

圖I是本實(shí)用新型的工作原理圖。圖2是本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)框圖。圖3是本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器框圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理，工作原理作進(jìn)一步說(shuō)明。參照?qǐng)D1，基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，包括至少一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)應(yīng)連接于多組網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)。參照?qǐng)D2，本實(shí)用新型的網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)由微控制器，ZigBee模塊，水文傳感器電路，電量采集電路，報(bào)警電路，系統(tǒng)電源電路模塊以及外圍電路組成。網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)微控制器采用MSP430，它是一款超低功耗的16為單片機(jī)。水文傳感器的輸入量或水泵電機(jī)運(yùn)行參數(shù)，如果是數(shù)字量直接接到微控制器的IO 口上，如果是模擬量則經(jīng)過(guò)AD轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量之后再送入微控制器處理。微控制器將采集的參數(shù)通過(guò)ZigBee模塊上傳給網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，如果出現(xiàn)異常立即對(duì)水泵電機(jī)進(jìn)行保護(hù)，并發(fā)送報(bào)警信號(hào)，網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)只有當(dāng)接收到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的命令的時(shí)候才從睡眠模式下喚醒，達(dá)到省電的目的。網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)將采集到水文信息、水泵電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器。網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)主要功能是采集水源地現(xiàn)場(chǎng)的水文信息以及水泵電機(jī)運(yùn)行時(shí)的相關(guān)參數(shù)，對(duì)水資源信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)以及水泵電機(jī)的實(shí)時(shí)保護(hù)，若電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異常或者水資源的監(jiān)測(cè)參數(shù)到達(dá)報(bào)警值，立即實(shí)施保護(hù)措施。參照?qǐng)D3，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是由微控制器，ZigBee模塊，GPRS模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，觸摸屏顯示電路，電源電路以及外圍電路組成。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器的微控制器采用基于Cortex_M3內(nèi)核的處理器LM3S8962。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，需要大量的內(nèi)存和外存，并具有較高的數(shù)掘吞吐率和處理能力。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)觸摸屏作為人機(jī)交互接口，設(shè)置水泵電機(jī)保護(hù)的閾值以及水資源報(bào)警閾值，并顯示當(dāng)前的水資源和水泵電機(jī)的參數(shù)。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中心節(jié)點(diǎn)，主要功能是協(xié)調(diào)建立網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)管理，網(wǎng)絡(luò)子節(jié)點(diǎn)的動(dòng)態(tài)添加和刪除，該節(jié)點(diǎn)包含有ZigBee射頻收發(fā)模塊和GPRS模塊，因此，本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，也起到網(wǎng)關(guān)的作用。網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS模塊將數(shù)據(jù)利用GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心的上位機(jī)上，方便監(jiān)控中心對(duì)水資源的統(tǒng)一管理與調(diào)度以及水源地各個(gè)水泵電機(jī)的保護(hù)。本實(shí)用新型中，利用ZigBee模塊接受網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的水資源信息以及水泵電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)。將這些信息進(jìn)行匯總，由于ZigBee模塊的數(shù)據(jù)傳輸速度與GPRS模塊的數(shù)據(jù)傳輸速度不匹配，因此，系統(tǒng)中要外接一個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器作為數(shù)據(jù)緩存。ZigBee模塊接收到的數(shù)據(jù)送入微控制器，微控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，并將數(shù)據(jù)通過(guò)串口發(fā)送給GPRS模 塊，由GPRS模塊連入GPRS網(wǎng)絡(luò)。GPRS網(wǎng)絡(luò)可以通過(guò)撥號(hào)的方式連入Internet，然后將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)上傳到監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)水資源監(jiān)測(cè)以及水泵電機(jī)保護(hù)的網(wǎng)絡(luò)化以及遠(yuǎn)程化。
權(quán)利要求1.基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)應(yīng)連接于多組網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)由微控制器，ZigBee模塊，水文傳感器電路，電量采集電路，報(bào)警電路，系統(tǒng)電源電路模塊以及外圍電路組成，所述微控制器采用MSP430。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器是由微控制器，ZigBee模塊，GPRS模塊，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，觸摸屏顯示電路，電源電路以及外圍電路組成，所述微控制器采用基于Cortex-M3內(nèi)核的處理器LM3S8962。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)將采集到水文信息、水泵電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，若電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異?；蛘咚Y源的監(jiān)測(cè)參數(shù)到達(dá)報(bào)警值，立即實(shí)施保護(hù)措施。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)建立網(wǎng)絡(luò)，將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，將所有收集的數(shù)據(jù)利用GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心的上位機(jī)上，方便監(jiān)控中心對(duì)水資源的統(tǒng)一管理與調(diào)度以及水源地各個(gè)水泵電機(jī)的保護(hù)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了基于無(wú)線(xiàn)傳輸?shù)乃Y源遠(yuǎn)程監(jiān)控和電機(jī)保護(hù)系統(tǒng)，包括至少一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，所述一組網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器對(duì)應(yīng)連接于多組網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)連接上位機(jī)，所述網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)將采集到水文信息、水泵電機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、報(bào)警信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，若電機(jī)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異?；蛘咚Y源的監(jiān)測(cè)參數(shù)到達(dá)報(bào)警值，立即實(shí)施保護(hù)措施，所述網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器協(xié)調(diào)建立網(wǎng)絡(luò)，將ZigBee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的管理和數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，將所有收集的數(shù)據(jù)利用GPRS網(wǎng)絡(luò)上傳到監(jiān)控中心的上位機(jī)上，將Zigbee網(wǎng)絡(luò)與GPRS網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，能滿(mǎn)足水資源以及電機(jī)保護(hù)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化和遠(yuǎn)程化的需求。
文檔編號(hào)G08C17/02GK202563340SQ20122023811
公開(kāi)日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月25日
發(fā)明者張玉杰, 惠灑樂(lè) 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)