本實用新型涉及物聯(lián)網的技術領域，尤其是指一種基于物聯(lián)網的數據采集系統(tǒng)。

背景技術：

物聯(lián)網，也稱無線傳感器網絡(wireless sensor network，WSN)，它是一種由大量微型的無線傳感器節(jié)點構成的網絡，能夠協(xié)作地實時監(jiān)測、感知和采集企業(yè)生產環(huán)境的數據信息，并對數據信息進行處理，經無線信道傳送到匯聚節(jié)點(網關)，然后再通過無線或有線通訊技術(例如，GPRS網絡建立TCP連接)發(fā)送到數據管理節(jié)點。它綜合了傳感器技術、嵌入式技術、分布式信息處理技術和無線通信技術，并充分利用了Ad Hoc網絡動態(tài)自組、多跳的特點，其通信和感知節(jié)點可移動、體積小、無須專線、操作簡單、容易維護、組網成本低，它是實現(xiàn)企業(yè)生產環(huán)境全方位、無人值守的實時監(jiān)控和事故預警系統(tǒng)的一種可行方法，它能使企業(yè)更加科學、合理地進行安全生產管理和事故預防工作。

典型的WSN工作原理和組成結構如圖2所示，它主要由部署在監(jiān)控區(qū)域內的成千上萬個無線傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點(網關)、數據管理節(jié)、外部網絡組成。WSN是一種無中心節(jié)點的全分布系統(tǒng)。在任意時刻，各個節(jié)點間通過無線信道連接，自組織網絡拓撲結構，與傳統(tǒng)網絡相比，WSN具有如下特征：①WSN中的無線傳感器節(jié)點是密集分布的，數量很大，在一個目標區(qū)域內往往要部署成千上萬個無線傳感器節(jié)點。②WSN的拓撲結構經常變化，由于在一個目標區(qū)域內部署的無線傳感器節(jié)點非常密集，所以必須對網絡拓撲結構仔細管理。③無線傳感器節(jié)點主要使用廣播通信體制，其中最引人注目的先進通信技術是超寬帶通信技術，而大部分專用網絡都是點對點通信。④無線傳感器節(jié)點的電源功率有一定的限制。為了降低功耗，一般采用喚醒的工作方式，即由事件觸發(fā)的工作方 式。⑤WSN一般都是在一個開放式空間中自主、自組織、無人值守地工作。⑥在企業(yè)生產環(huán)境下，無線傳感器節(jié)點一般都是隨機地部署在不同的需要監(jiān)測區(qū)域執(zhí)行其特定的功能。各無線傳感器節(jié)點事先不知道自身所處的位置，通過部署后的實時自定位，就能以自組織的方式相互協(xié)調地組網工作。

據此，WSN系統(tǒng)的目標功能主要有三個方面：①數據采集自動化。把無線傳感器節(jié)點采集的各項數據，定時發(fā)送到匯聚節(jié)點，再通過匯聚節(jié)點傳送到數據管理節(jié)點。②控制自動化。監(jiān)測到險情時，能夠自動通過一定方式進行緊急處理。如出現(xiàn)溫度超限，系統(tǒng)能自動報警，并自動打開通風設備或斷電，停止生產，直到溫度降到安全值為止。③信息發(fā)布自動化。WSN能夠將在企業(yè)生產現(xiàn)場采集到的數據和圖像通過無線通信這種簡單快捷的方式，安全、可靠、地傳送到數據管理節(jié)點，數據管理節(jié)點根據這些信息及時地做出相應的管理決策。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足與缺點，提供一種基于物聯(lián)網的數據采集系統(tǒng)，可以使企業(yè)在日常安全生產中，通過物聯(lián)網及時有效地獲取關鍵生產裝置中重大危險源的狀態(tài)信息，為企業(yè)安全管理提供科學的決策依據。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術方案為：一種基于物聯(lián)網的數據采集系統(tǒng)，包括無線傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點、數據管理節(jié)點；所述無線傳感器節(jié)點由特征傳感器、微處理器、射頻收發(fā)器、電池及其管理電路組成，并通過RS232串口與匯聚節(jié)點聯(lián)接，所述特征傳感器負責監(jiān)測區(qū)域內的災害信息采集，所述微處理器負責整個無線傳感器節(jié)點的控制，所述射頻收發(fā)器負責與監(jiān)測區(qū)域內的其它無線傳感器節(jié)點通信，所述電池及其管理電路負責為無線傳感器節(jié)點的所有內部電路供電；所述匯聚節(jié)點為帶有無線通信接口的網關設備，它連接無線傳感器節(jié)點與外部的互聯(lián)網，并把無線傳感器節(jié)點收集的災害信息轉發(fā)到外部的互聯(lián)網上；所述數據管理節(jié)點為一臺PC機，與匯聚節(jié)點之間通過 GPRS進行通信，主要用于分析和處理每個無線傳感器節(jié)點所收集的災害信息。

本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下優(yōu)點與有益效果：

本實用新型系統(tǒng)能在火災、爆炸、泄漏、煙霧等災害監(jiān)控點，收集和獲取火災、爆炸、泄漏、煙霧等現(xiàn)場的檢測數據或視頻圖像，能實現(xiàn)企業(yè)生產環(huán)境全方位、無人值守的實時監(jiān)控和事故預警，從而使企業(yè)更加科學、合理地進行生產管理和事故預防。例如，在火災、爆炸、泄露、煙霧等災害事故發(fā)生前后，通過物聯(lián)網及時有效地獲取關鍵生產裝置中火災、爆炸、泄露、煙霧等事故的狀態(tài)信息，為緊急預案發(fā)布、救援措施布置、事故調查反演提供一種科學、直接的技術手段。還有，本實用新型系統(tǒng)具有及時、準確、高效的特點；無線傳感器節(jié)點密封良好，能在露天環(huán)境及室內環(huán)境長期工作，以及易安裝、功耗低、微型化、穩(wěn)定性、安全性、低成本。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為數據管理節(jié)點結構圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本實用新型作進一步說明。

如圖1所示，本實施例所述的基于物聯(lián)網的數據采集系統(tǒng)，包括無線傳感器節(jié)點1、匯聚節(jié)點2、數據管理節(jié)點3。

所述無線傳感器節(jié)點1主要由特征傳感器、微處理器、射頻收發(fā)器、電池及其管理電路組成，并通過RS232串口與匯聚節(jié)點聯(lián)接。特征傳感器負責對環(huán)境信息(如溫度、濕度、煙霧、一氧化碳等等)進行采集并做轉換；微處理器模塊負責對整個節(jié)點進行控制和管理；射頻收發(fā)器負責與監(jiān)控區(qū)域內其他無線傳感器節(jié)點之間相互通信；電池及其管理電路為無線傳感器節(jié)點供電，提供其 各部分運行所需電量。所述無線傳感器節(jié)點根據監(jiān)測區(qū)域的不同需求，分別選用以下8種特征傳感器中的一種或若干種：①DS18B20數字溫度傳感器、②DHT11數字溫濕度傳感器、③MQ-2煙霧傳感器、④MQ-5液化石油氣傳感器、⑤MQ-7一氧化碳傳感器、⑥MQ-137氨氣傳感器、⑦MQ-138醛酮醇類氣體傳感器、⑧MG-811二氧化碳傳感器。這8種分別布置在監(jiān)測區(qū)域的不同位置。

所述匯聚節(jié)點2為帶有無線通信接口的網關設備，它連接無線傳感器節(jié)點與外部的互聯(lián)網，并把無線傳感器節(jié)點收集的災害信息轉發(fā)到外部的互聯(lián)網上。該匯聚節(jié)點2負責實現(xiàn)無線傳感器網絡與外部的互聯(lián)網之間無線通信和數據交換，主要包括微處理器、無線通信收發(fā)器及網關接口、電池及其管理電路。并且所述匯聚節(jié)點通過無線通信計術——通用分組無線服務技術(General Packet Radio Service，GPRS)把無線傳感器節(jié)點收集的火災、爆炸、泄漏、煙霧等信息轉發(fā)到外部互聯(lián)網。其中，所述微處理器，支持完成所有設備控制、任務調度、能量計算、功能協(xié)調、通信協(xié)議、數據整合、數據轉儲；所述無線通信收發(fā)器及網關接口，采用意法半導體(ST)公司最新推出的一個完全集成的系統(tǒng)級芯片STM32W108，該芯片集成了符合IEEE 802.15.4標準的2.4GHz收發(fā)器、32位ARM Cortex-M3微處理器、Flash閃存、RAM存儲器以及基于ZigBee系統(tǒng)使用的很多通用外設；所述電池及其管理電路，分別為始終上電域、核心域、存儲域等3個供電域。

所述數據管理節(jié)點3主要負責災害預警信息的確認和解除，它實際上是一臺PC機，與匯聚節(jié)點2之間通過GPRS進行通信，主要分析每個無線傳感器所采集的圖像、溫度、濕度、煙霧濃度、一氧化碳濃度等數據，并且對火災、有毒氣體泄漏等狀況進行識別和產生預警信息，并且也是通過GPRS以短信方式發(fā)發(fā)送相關預警信到相關人員的手機、掌上電腦、筆記本電腦。該數據管理節(jié)點的總體結構如圖2所示。

以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應涵蓋在本實用新型的保護范圍內。