專利名稱：基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于文物保護(hù)領(lǐng)域，涉及一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種將戶外環(huán)境監(jiān)測以及文物本體監(jiān)測相結(jié)合的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]在陜西存在大量野外不可移動(dòng)文物，由于歷史的滄桑巨變，大自然的久經(jīng)磨礪，使它們的本體產(chǎn)生了傾斜，本體表面上產(chǎn)生了裂痕，褪色，腐蝕等等病害。目前尚未有對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測及保護(hù)等的設(shè)備，對(duì)文物，尤其是戶外遺址區(qū)的珍貴文物的有著巨大傷害。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]為了解決背景技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測、便于維護(hù)以及可靠性高的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)。[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是:本實(shí)用新型提供了一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特殊之處在于:所述基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元以及電源；所述數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理單元相連；所述數(shù)據(jù)處理單元包括MCU芯片、光耦隔離器、存儲(chǔ)器以及低電檢測電路；所述數(shù)據(jù)接口通過光耦隔離器接入MCU芯片；所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元、存儲(chǔ)器、電源以及低電檢測電路分別接入MCU芯片。[0005]上述數(shù)據(jù)采集單元是傳感器；所述傳感器是裂隙傳感器、位移傳感器、文物體表溫度傳感器、文物體表濕度傳感器、文物體表酸堿度傳感器以及文物體表色彩變化視頻攝像頭中的一個(gè)或多個(gè)的組合。[0006]上述數(shù)據(jù)處理單元還包括與MCU芯片相連的看門狗。[0007]上述數(shù)據(jù)處理單元還包括與MCU芯片相連的指示器；所述指示器是不同顏色構(gòu)成的LED燈組。[0008]上述電源是市電和/或電池。[0009]上述數(shù)據(jù)接口是RS485數(shù)據(jù)接口。[0010]上述數(shù)據(jù)發(fā)送單元是RF通信單元。[0011]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:[0012]本實(shí)用新型提供了一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，該模塊將文物本體的傾斜及表面的裂隙變化通過傳感器模塊進(jìn)行監(jiān)測，由傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過RS485總線發(fā)送到主模塊，主模塊進(jìn)行處理，最后由主模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶終端；同時(shí)，對(duì)于現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境，考慮到現(xiàn)場一般很少有管理員巡查，采用硬件看門狗進(jìn)行看護(hù)，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


[0013]圖1是本實(shí)用新型所提供的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]其中:[0015]1-MCU部分；2_RF部分；3_低電檢測部分；4_存儲(chǔ)芯片；5_指示部分；6_看門狗；7-光耦隔離；8-485模塊；9_供電部分；10_從模塊。
具體實(shí)施方式
[0016]參見圖1，本實(shí)用新型提供了 一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，該基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元以及電源；數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理單元相連；數(shù)據(jù)處理單元包括MCU芯片、光耦隔離器、存儲(chǔ)器以及低電檢測電路；數(shù)據(jù)接口通過光耦隔離器接入MCU芯片；數(shù)據(jù)發(fā)送單元、存儲(chǔ)器、電源以及低電檢測電路分別接入MCU芯片。[0017]數(shù)據(jù)采集單元是傳感器；傳感器是裂隙傳感器、位移傳感器、文物體表溫度傳感器、文物體表濕度傳感器、文物體表酸堿度傳感器以及文物體表色彩變化視頻攝像頭中的一個(gè)或多個(gè)的組合，這些傳感器單獨(dú)或共同完成了對(duì)戶外遺址區(qū)中石雕體的實(shí)施在線監(jiān)測。[0018]數(shù)據(jù)處理單元還包括與MCU芯片相連的看門狗、與MCU芯片相連的指示器；指示器是不同顏色構(gòu)成的LED燈組。[0019]電源是市電和/或電池。[0020]數(shù)據(jù)接口是RS485數(shù)據(jù)接口 ；數(shù)據(jù)發(fā)送單元是RF通信單元。[0021]
以下結(jié)合附圖1，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述:RF部分2:進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，發(fā)送功率為20dbm ;硬件看門狗6:當(dāng)CPU跑飛時(shí)，進(jìn)行復(fù)位CPU ;指示部分5:通過LED指示主模塊的工作狀態(tài)；紅燈點(diǎn)亮表示上電，黃燈點(diǎn)亮表示發(fā)送，綠燈點(diǎn)亮表示接收。低電檢測部分3:當(dāng)供電電壓低于12V時(shí)，將數(shù)據(jù)包中的電壓標(biāo)志置為1，當(dāng)供電電壓不低于12V，電壓標(biāo)志置為0，并發(fā)送給父節(jié)點(diǎn)。存儲(chǔ)芯片4:用來存儲(chǔ)主模塊的配置信息。光耦隔離7:將主模塊與從模塊進(jìn)行信號(hào)隔離；485模塊8:主模塊與從模塊通信采用RS485總線，協(xié)議采用MODBUS協(xié)議。供電部分9:將外部+12V供電分別轉(zhuǎn)換為+3.3V，+5V, +12V供電分別供給主模塊，傳感器模塊。傳感器組包括一個(gè)或多個(gè)從模塊10:可以是任何傳感器模塊，如裂隙、位移、溫度、酸堿度、濕度等各種傳感器。模塊的供電受控于主模塊。主從接口定義:+12V, +5V, A, B, GND+5V (備用)[0022]本發(fā)明的工作原理是:通過高科技手段對(duì)之進(jìn)行24小時(shí)不間斷監(jiān)測，將文物本體的傾斜及表面的裂隙變化通過傳感器模塊進(jìn)行監(jiān)測，由傳感器模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后通過RS485總線發(fā)送到主模塊，主模塊進(jìn)行處理，最后由主模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到用戶終端。[0023]由于現(xiàn)場各類傳感器數(shù)量眾多，采用模塊化設(shè)計(jì)理念，將需要監(jiān)測的點(diǎn)變成為一個(gè)個(gè)模塊，并賦予相應(yīng)的地址，這樣對(duì)布點(diǎn)及擴(kuò)展和后期的維護(hù)提供了很大的方便。[0024]主從模塊的工作過程如下:[0025]主模塊加電，加電后主模塊先進(jìn)行搜網(wǎng)，當(dāng)搜到網(wǎng)絡(luò)后，就向RS485總線上發(fā)送03功能碼，03功能碼是對(duì)從模塊的地址進(jìn)行查詢，看有哪些從模塊掛在總線上；發(fā)送地址從Ol 08逐個(gè)發(fā)送，某個(gè)從模塊回應(yīng)時(shí)，記住該從模塊的地址；[0026]03功能碼發(fā)送完后，然后發(fā)送04功能碼，04功能碼的作用是，讀從模塊的數(shù)據(jù)，發(fā)送的地址是剛才查詢到從模塊的地址，每發(fā)送一包讀命令，就等候從模塊回復(fù)數(shù)據(jù)包，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)讀到從模塊的數(shù)據(jù)就立即發(fā)送下一個(gè)從模塊的讀命令，否則就等到規(guī)定的時(shí)間再發(fā)送下一個(gè)從模塊的讀命令。[0027]當(dāng)所有掛載的從模塊數(shù)據(jù)都查詢到時(shí)，主模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)打包，分別按照不同的節(jié)點(diǎn)身份將從模塊的數(shù)據(jù)進(jìn)行打包，然后按照一定的時(shí)間間隔發(fā)給父節(jié)點(diǎn)。[0028]當(dāng)其中任一個(gè)從模塊的數(shù)據(jù)沒有發(fā)出去時(shí)，主模塊則重發(fā)3次，仍沒有發(fā)出成功，則重新搜網(wǎng)絡(luò)，從第一個(gè)節(jié)點(diǎn)開始重發(fā)。如果重新搜網(wǎng)，仍沒有搜到，則搜三次，仍沒搜到時(shí)就進(jìn)入低功耗狀態(tài)。如搜到后，就按照順序重新發(fā)送。發(fā)送完成后，主模塊斷掉從模塊供電，然后進(jìn)入低功耗狀態(tài)，低功耗的時(shí)間是可以設(shè)定的。設(shè)定時(shí)間到后，主模塊又進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，重復(fù)上述的步驟。[0029]供電方面采用市電與電池相結(jié)合，并且市電優(yōu)先，當(dāng)出現(xiàn)市電停電，可以切換為電池供電，一旦市電恢復(fù)，則由市電供電，并且可以給電池進(jìn)行充電。當(dāng)供電電壓低于+12V，主模塊告知用戶終端，進(jìn)行低電報(bào)警。[0030]對(duì)于現(xiàn)場復(fù)雜的環(huán)境，考慮到現(xiàn)場一般很少有人過去，一旦出現(xiàn)CPU死機(jī)將造成大量的數(shù)據(jù)丟失，采用硬件看門狗進(jìn)行看護(hù)，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求1.一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元以及電源；所述數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理單元相連；所述數(shù)據(jù)處理單元包括MCU芯片、光耦隔離器、存儲(chǔ)器以及低電檢測電路；所述數(shù)據(jù)接口通過光耦隔離器接入MCU芯片；所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元、存儲(chǔ)器、電源以及低電檢測電路分別接入MCU芯片。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集單元是傳感器；所述傳感器是裂隙傳感器、位移傳感器、文物體表溫度傳感器、文物體表濕度傳感器、文物體表酸堿度傳感器以及文物體表色彩變化視頻攝像頭中的一個(gè)或多個(gè)的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元還包括與MCU芯片相連的看門狗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理單元還包括與MCU芯片相連的指示器；所述指示器是不同顏色構(gòu)成的LED燈組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述電源是市電和/或電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)接口是RS485數(shù)據(jù)接口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元是RF通信單元。
專利摘要本實(shí)用新型一種基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)處理單元、數(shù)據(jù)發(fā)送單元以及電源；數(shù)據(jù)采集單元通過數(shù)據(jù)接口與數(shù)據(jù)處理單元相連；數(shù)據(jù)處理單元包括MCU芯片、光耦隔離器、存儲(chǔ)器以及低電檢測電路；數(shù)據(jù)接口通過光耦隔離器接入MCU芯片；數(shù)據(jù)發(fā)送單元、存儲(chǔ)器、電源以及低電檢測電路分別接入MCU芯片。本實(shí)用新型提供了一種可實(shí)時(shí)進(jìn)行監(jiān)測、便于維護(hù)以及可靠性高的基于無線傳感網(wǎng)的多端口模塊化在線監(jiān)測系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G08C17/02GK203011428SQ20122067300
公開日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2012年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月7日
發(fā)明者鄧宏, 林樹筍, 鄭玉東, 王劍 申請(qǐng)人:西安元智系統(tǒng)技術(shù)有限責(zé)任公司