專利名稱：一種無線智能傳感系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感系統(tǒng)，尤其涉及一種無線智能傳感系統(tǒng)，屬于無線傳感器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有傳統(tǒng)的一般變送器，其大多數(shù)都為有線輸出形式，如4mA 20mA、0 5V、 RS485, RS232或繼電器輸出，必須要直流供電；還有一部分，變送器采用有線的方式，配合上位機(jī)軟件實現(xiàn)可以顯示、存儲、控制、報警等信息；還有一部分是無線傳感器，主要是基于民用頻率433MHz的無線傳輸形式，一般傳輸距離較近，功耗也比較大，并且當(dāng)距離較遠(yuǎn)時，沒有中轉(zhuǎn)功能，就無法滿足客戶需求；還有一部分是無線ZigBee傳感器，應(yīng)用頻率為 2. 4GHz，符合ZigBee協(xié)議，一般只能采集一種物理信息，并且傳輸距離近，這樣對需要同時監(jiān)測多個物理信息和距離遠(yuǎn)的客戶，不僅達(dá)不到大范圍監(jiān)測的效果，而且增加了大量的硬件成本，還給工程安裝調(diào)試也造成了許多麻煩。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有有線變送器硬件成本高，不便安裝；和現(xiàn)有無線傳感器功耗大，傳輸距離近，不能中轉(zhuǎn)其它傳感器的數(shù)據(jù)，僅僅單一采集一種物理信息，不能在上位機(jī)上友好實現(xiàn)顯示、存儲、控制、報警的不足，提供一種無線智能傳感系統(tǒng)。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種無線智能傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊、無線通訊收發(fā)模塊、無線智能傳感器和執(zhí)行模塊，所述監(jiān)測控制模塊分別與執(zhí)行模塊和無線通訊收發(fā)模塊之間電連接，所述無線通訊收發(fā)模塊和無線智能傳感器之間無線連接；所述無線智能傳感器用于采集物理信息并生成相應(yīng)的無線信號再發(fā)送至無線通訊收發(fā)模塊，所述無線通訊收發(fā)模塊用于將無線信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送至監(jiān)測控制模塊， 所述監(jiān)測控制模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為控制信號再發(fā)送至執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊用于根據(jù)控制信號進(jìn)行相應(yīng)的執(zhí)行操作；所述監(jiān)測控制模塊用于接收外部指令并生成相應(yīng)的數(shù)字信號并發(fā)送至無線通訊收發(fā)模塊，所述無線通訊收發(fā)模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送至無線智能傳感器，所述無線智能傳感器用于根據(jù)無線信號進(jìn)行相應(yīng)的物理信息采集。所述監(jiān)測控制模塊可以采用臺式機(jī)電腦、筆記本電腦、PLC或者工控機(jī)，所述監(jiān)測控制模塊用于顯示當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)、查詢和存儲歷史數(shù)據(jù)和報警數(shù)據(jù)、設(shè)置報警信息、繪制圖形顯示、電量信息顯示、設(shè)備故障顯示等。本實用新型的有益效果是本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)，無線智能傳感器采集的物理信息，通過無線通訊收發(fā)模塊上傳給監(jiān)測控制模塊，通過監(jiān)測控制模塊及時地反應(yīng)當(dāng)時監(jiān)測環(huán)境，作出有效處理，達(dá)到自動化、智能化。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述監(jiān)測控制模塊通過串口 /以太網(wǎng)口和無線通訊收發(fā)模塊相連。[0009]所述串口為RS232或者RS485。進(jìn)一步，所述無線智能傳感器包括一個第一無線智能傳感器和一個第二無線智能傳感器，或者一個第一無線智能傳感器和多個第二無線智能傳感器，或者多個第一無線智能傳感器和一個第二無線智能傳感器，或者多個第一無線智能傳感器和多個第二無線智能傳感器，或者多個第二無線智能傳感器，所述多個第二無線智能傳感器之間互相無線連接。進(jìn)一步，所述第一無線智能傳感器包括主控模塊、探頭模塊、天線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊，所述電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊包括微處理器和第一無線收發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、第一無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，所述第一無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；所述探頭模塊包括一個探頭或者至少兩種具有不同功能的探頭；所述至少兩種具有不同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，所述微處理器用于采集探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊，所述第一無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊；所述第一無線收發(fā)模塊用于將接收到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再發(fā)送至微處理器。進(jìn)一步，所述第二無線智能傳感器包括主控模塊、探頭模塊、天線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊，所述電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊包括微處理器和第二無線收發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、第二無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，所述第二無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；所述探頭模塊包括一個探頭或者至少兩種具有不同功能的探頭；所述至少兩種具有不同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，所述微處理器用于采集探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至第二無線收發(fā)模塊，所述第二無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去，同時將無線信號轉(zhuǎn)發(fā)至另一第二無線智能傳感器；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至第二無線收發(fā)模塊；所述第二無線收發(fā)模塊用于將接收到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再發(fā)送至微處理器，同時將無線信號轉(zhuǎn)發(fā)至另一第二無線智能傳感器。進(jìn)一步，還包括參數(shù)配置模塊，所述參數(shù)配置模塊分別與電源模塊和微處理器相連。進(jìn)一步，所述參數(shù)配置模塊包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口中至少一個或者多個。進(jìn)一步，還包括功率放大器和低噪聲放大器，所述第一無線收發(fā)模塊/第二無線收發(fā)模塊分別與功率放大器和低噪聲放大器相連，所述功率放大器和低噪聲放大器均和天線模塊相連；所述第一無線收發(fā)模塊/第二無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器用于將接收的無線信號放大后再發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至低噪聲放大器，所述低噪聲放大器用于將接收到的外界無線信號中的低頻噪聲過濾再進(jìn)行放大后發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊/第二無線收發(fā)模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是由于增加了用于提高信號發(fā)送強(qiáng)度的功率放大器和提高接收信號靈敏度的低噪聲放大器，在提高了可靠性的同時降低了功耗，大大增加了傳輸距離和穩(wěn)定性，符合無線ZigBee協(xié)議，是一種具有自組網(wǎng)功能的高精度智能多集成傳感器。進(jìn)一步，所述探頭模塊包括用于采集溫度的土壤溫度探頭、用于采集亮度的照度探頭、用于采集環(huán)境溫度和濕度的溫濕度探頭、用于采集二氧化碳濃度的二氧化碳探頭、用于采集土壤水分含量的土壤水分探頭和用于采集大氣壓力的大氣壓力探頭中的一個探頭或者至少兩個探頭。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用一個或者多個具有不同功能的探頭集成在一起可以擴(kuò)大傳感器的使用范圍，同時采集一個或者多個物理量信息，集中上報，安裝方便，減少硬件成本，為客戶帶來方便。進(jìn)一步，所述電源模塊包括直流供電模塊、電池供電模塊和太陽能供電模塊中的至少一個或者多個模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用直流、電池和太陽能三種供電方式，使傳感器適用供電不方便的環(huán)境，或要求現(xiàn)場要求美觀，不允許出現(xiàn)明線的場合。所述電池供電模塊可以為鋰電池。所述鋰電池可以為3.6V/19Ah鋰電池。所述太陽能供電模塊可以為太陽能極板和蓄電池的組合體。所述太陽能極板和蓄電池的組合體可以為5V/3W的太陽能極板和蓄電池的組合體。所述無線收發(fā)模塊采用頻率為2. 4GHz, ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊。所述的頻率為2. 4GHz、ZigBee的協(xié)議可以采用ZigBee Pro協(xié)議。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是由于無線收發(fā)模塊采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊， 其頻率不受民用頻率干擾，降低了功耗，達(dá)到高可靠性，并且實現(xiàn)中轉(zhuǎn)路由和自組網(wǎng)功能。

圖1為本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型第一無線智能傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型第二無線智能傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用新型，并非用于限定本實用新型的范圍。無線智能傳感系統(tǒng)實施例一如圖1所示，在本實施例中，所述傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊10、無線通訊收發(fā)模塊30、兩個第一無線智能傳感器40、四個第二無線智能傳感器50和執(zhí)行模塊60，所述監(jiān)測控制模塊10和執(zhí)行模塊60之間電連接，所述監(jiān)測控制模塊10通過串口 /以太網(wǎng)口 20和無線通訊收發(fā)模塊30之間電連接，所述無線通訊收發(fā)模塊30分別與第一無線智能傳感器 40和第二無線智能傳感器50之間無線連接。所述四個第二無線智能傳感器50之間互相無線連接。無線智能傳感系統(tǒng)實施例二[0032]如圖2所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊10、無線通訊收發(fā)模塊30、四個第二無線智能傳感器50和執(zhí)行模塊60。無線智能傳感系統(tǒng)實施例三如圖3所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊10、無線通訊收發(fā)模塊30、三個第一無線智能傳感器40和執(zhí)行模塊60。如圖4所示，所述第一無線智能傳感器包括主控模塊504、探頭模塊511、參數(shù)配置模塊503、天線模塊505以及用于給主控模塊504、參數(shù)配置模塊503和探頭模塊511提供電源的電源模塊501，所述電源模塊501分別與主控模塊504、參數(shù)配置模塊503和探頭模塊511相連，所述主控模塊504和天線模塊505相連；所述主控模塊504包括微處理器506、 第一無線收發(fā)模塊507、功率放大器509和低噪聲放大器510，所述微處理器506分別與電源模塊501、參數(shù)配置模塊503、第一無線收發(fā)模塊507和探頭模塊511相連，所述第一無線收發(fā)模塊507分別與功率放大器509和低噪聲放大器510相連，所述功率放大器509和低噪聲放大器510均和天線模塊505相連；所述探頭模塊511包括溫濕度探頭512、照度探頭 513、溫度探頭514、二氧化碳探頭515、土壤水分探頭516和大氣壓力探頭517。所述微處理器506用于采集各探頭數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的各項處理如標(biāo)定、校準(zhǔn)等。所述溫濕度探頭可以采用HC2-S，所述照度探頭可以采用BF1710FVC，所述土壤溫度探頭可以采用DS1820，所述土壤水分探頭可以采用TDC210I，所述大氣壓力探頭可以采用MS5534，所述CO2探頭可以采用C100。所述電源模塊501包括直流供電模塊502。所述第一無線收發(fā)模塊507采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊，用于接收發(fā)送至本傳感器的數(shù)字信號并轉(zhuǎn)換為無線信號，或者接收發(fā)送至本傳感器的無線信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。所述第一無線智能傳感器中的探頭模塊511還可以只包括一個探頭。如圖5所示，和圖4不同的是，所述第二無線智能傳感器包括第二無線收發(fā)模塊 508，所述第二無線收發(fā)模塊508采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊，除了用于接收發(fā)送至本傳感器的數(shù)字信號并轉(zhuǎn)換為無線信號，或者接收發(fā)送至本傳感器的無線信號并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，還用于將無線信號轉(zhuǎn)發(fā)至其他的傳感器，從而達(dá)到延長距離的效果。 所述第二無線智能傳感器中的探頭模塊511還可以只包括一個探頭。本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)中當(dāng)某個無線智能傳感器的發(fā)送距離達(dá)不到無線通訊收發(fā)模塊時，此無線智能傳感器可以通過其他的無線智能傳感器中的無線收發(fā)模塊轉(zhuǎn)發(fā)傳送數(shù)據(jù)給無線通訊收發(fā)模塊，這樣的設(shè)計使無線智能傳感器帶有中轉(zhuǎn)功能，組成網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，保證超遠(yuǎn)距離傳輸，同時采集一個或者多個物理信息；無線通訊收發(fā)模塊負(fù)責(zé)接收傳感器發(fā)送來的信息，上傳給監(jiān)測控制模塊，通過監(jiān)測控制模塊及時的反應(yīng)當(dāng)時監(jiān)測環(huán)境，作出有效處理，達(dá)到自動化、智能化，無線通訊收發(fā)模塊還具有邏輯控制部分，可以控制外圍設(shè)備；監(jiān)測控制模塊可以顯示當(dāng)前接收的物理量的數(shù)據(jù)信息，可設(shè)置報警點，出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時及時報警，可查詢歷史數(shù)據(jù)并繪制圖形曲線。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊、無線通訊收發(fā)模塊、無線智能傳感器和執(zhí)行模塊，所述監(jiān)測控制模塊分別與執(zhí)行模塊和無線通訊收發(fā)模塊之間電連接，所述無線通訊收發(fā)模塊和無線智能傳感器之間無線連接；所述無線智能傳感器用于采集物理信息并生成相應(yīng)的無線信號發(fā)送至無線通訊收發(fā)模塊，所述無線通訊收發(fā)模塊用于將無線信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號再發(fā)送至監(jiān)測控制模塊，所述監(jiān)測控制模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為控制信號再發(fā)送至執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊用于根據(jù)控制信號進(jìn)行相應(yīng)的執(zhí)行操作；所述監(jiān)測控制模塊用于接收外部指令并生成相應(yīng)的數(shù)字信號并發(fā)送至無線通訊收發(fā)模塊，所述無線通訊收發(fā)模塊用于將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為無線信號發(fā)送至無線智能傳感器，所述無線智能傳感器用于根據(jù)無線信號進(jìn)行相應(yīng)的物理信息采集。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述監(jiān)測控制模塊通過串口/以太網(wǎng)口和無線通訊收發(fā)模塊相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述無線智能傳感器包括一個第一無線智能傳感器和一個第二無線智能傳感器，或者一個第一無線智能傳感器和多個第二無線智能傳感器，或者多個第一無線智能傳感器和一個第二無線智能傳感器，或者多個第一無線智能傳感器和多個第二無線智能傳感器，或者多個第二無線智能傳感器，所述多個第二無線智能傳感器之間互相無線連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述第一無線智能傳感器包括主控模塊、探頭模塊、天線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊， 所述電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊包括微處理器和第一無線收發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、第一無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，所述第一無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；所述探頭模塊包括一個探頭或者至少兩種具有不同功能的探頭；所述至少兩種具有不同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，所述微處理器用于采集探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊，所述第一無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊；所述第一無線收發(fā)模塊用于將接收到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再發(fā)送至微處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述第二無線智能傳感器包括主控模塊、探頭模塊、天線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊， 所述電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊包括微處理器和第二無線收發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、第二無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，所述第二無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；所述探頭模塊包括一個探頭或者至少兩種具有不同功能的探頭；所述至少兩種具有不同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，所述微處理器用于采集探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至第二無線收發(fā)模塊，所述第二無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去，同時將無線信號轉(zhuǎn)發(fā)至另一第二無線智能傳感器；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至第二無線收發(fā)模塊；所述第二無線收發(fā)模塊用于將接收到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再發(fā)送至微處理器，同時將無線信號轉(zhuǎn)發(fā)至另一第二無線智能傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，還包括參數(shù)配置模塊，所述參數(shù)配置模塊分別與電源模塊和微處理器相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)配置模塊包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口中至少一個或者多個。
8.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，還包括功率放大器和低噪聲放大器，所述第一無線收發(fā)模塊/第二無線收發(fā)模塊分別與功率放大器和低噪聲放大器相連，所述功率放大器和低噪聲放大器均和天線模塊相連；所述第一無線收發(fā)模塊 /第二無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器用于將接收的無線信號放大后再發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至低噪聲放大器，所述低噪聲放大器用于將接收到的外界無線信號中的低頻噪聲過濾再進(jìn)行放大后發(fā)送至第一無線收發(fā)模塊/第二無線收發(fā)模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述探頭模塊包括用于采集溫度的土壤溫度探頭、用于采集亮度的照度探頭、用于采集環(huán)境溫度和濕度的溫濕度探頭、用于采集二氧化碳濃度的二氧化碳探頭、用于采集土壤水分含量的土壤水分探頭和用于采集大氣壓力的大氣壓力探頭中的一個探頭或者至少兩個探頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求4或5或6所述的無線智能傳感系統(tǒng)，其特征在于，所述電源模塊包括直流供電模塊、電池供電模塊和太陽能供電模塊中的至少一個或者多個模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種無線智能傳感系統(tǒng)。所述傳感系統(tǒng)包括監(jiān)測控制模塊、無線通訊收發(fā)模塊、無線智能傳感器和執(zhí)行模塊，所述監(jiān)測控制模塊分別與執(zhí)行模塊和無線通訊收發(fā)模塊之間電連接，所述無線通訊收發(fā)模塊和無線智能傳感器之間無線連接。本實用新型無線智能傳感系統(tǒng)將無線智能傳感器采集的物理信息，通過無線通訊收發(fā)模塊上傳給監(jiān)測控制模塊，通過監(jiān)測控制模塊及時地反應(yīng)當(dāng)時監(jiān)測環(huán)境，作出有效處理，達(dá)到自動化、智能化。
文檔編號H04W88/02GK202004799SQ20112001515
公開日2011年10月5日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者屈迎迎, 龐官豐, 李媛, 鄭軼群 申請人:北京昆侖海岸傳感技術(shù)中心