專利名稱:基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀包括：包括PC機、與PC機輸入端連接的無線網(wǎng)關(guān)、臭氧濃度檢測節(jié)點A、臭氧濃度檢測節(jié)點B、臭氧濃度檢測節(jié)點C、臭氧濃度檢測節(jié)點D、臭氧濃度檢測節(jié)點E、臭氧濃度檢測節(jié)點F，其中：各節(jié)點均集成無線模塊，使用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行通信。只要它們彼此間在網(wǎng)絡(luò)模塊的通信范圍內(nèi)，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。而且，由于節(jié)點的移動，彼此間的聯(lián)絡(luò)還會發(fā)生變化。因而，各節(jié)點還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡(luò)，對原有網(wǎng)絡(luò)進行刷新。各節(jié)點采集的數(shù)據(jù)均匯集到無線網(wǎng)關(guān)上，無線網(wǎng)關(guān)通過RS-232接口將所有數(shù)據(jù)送入PC機中，PC機根據(jù)各節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，決定是否對各節(jié)點進行工作參數(shù)調(diào)整。
【專利說明】基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種臭氧濃度檢測儀器，特別是一種可用于實時在線檢測臭氧濃度的檢測儀。

【背景技術(shù)】
[0002]臭氧O3是一種高效的消毒殺菌劑，對細菌、病菌、霉菌芽孢、病毒等微生物都具有極強的殺滅力。由于臭氧為彌散氣體，消毒無死角，故消毒殺菌徹底全面有效。同時，臭氧在高溫下能迅速分解成氧氣，故不存在二次污染問題，不會產(chǎn)生對環(huán)境有害的殘留物質(zhì)，因此被喻為“綠色”消毒劑。臭氧在1840被發(fā)現(xiàn)，之后的一百多年里，其在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，近年來臭氧技術(shù)作為環(huán)保產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，越來越受到人們的重視，其相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到水處理、食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、家用電器等各個領(lǐng)域。
[0003]由于臭氧是一種極不穩(wěn)定且易分解的氣體，無法進行儲存和運輸，因此臭氧應(yīng)用時必須現(xiàn)場生產(chǎn)。臭氧的生產(chǎn)方法主要有紫外照射法、電解法、放射化學(xué)法和介質(zhì)阻擋放電法四種方法。當前工業(yè)用大規(guī)模臭氧生產(chǎn)方法主要是介質(zhì)阻擋放電法。因為臭氧是強氧化劑，對自然界除少量重金屬元素、不銹鋼、強化PVC材料外的絕大多數(shù)物質(zhì)均能予以氧化，且在未分解前是一種辛辣刺激性氣體。臭氧還具有一定的毒性，當空氣中臭氧濃度超過一定值后，對人體健康會產(chǎn)生傷害，低濃度的臭氧會造成胸悶、咳嗽、氣短、呼吸道炎癥，還會引起哮喘并破壞人體本身抵抗呼吸道感染的能力，其毒性還與接觸時間有關(guān)，人若長期接觸高濃度臭氧，身體會受到永久性傷害，所以對臭氧濃度檢測系統(tǒng)的研宄有著深遠的意義。另外，當前使用的工業(yè)化臭氧生產(chǎn)設(shè)備對于臭氧濃度和產(chǎn)量都是開環(huán)控制的，易造臭氧濃度在線自動檢測系統(tǒng)成要么產(chǎn)量或濃度過低，滿足不了水處理的需求，要么產(chǎn)量或濃度過高，產(chǎn)生很大的電能浪費，增加了設(shè)備運行費用。為降低使用成本，除研制高性價比的臭氧發(fā)生裝置外，重要的技術(shù)就是根據(jù)實際處理所需要的臭氧量實時調(diào)控發(fā)生裝置的產(chǎn)量或濃度，實現(xiàn)定量氧化，減小多余臭氧生產(chǎn)。顯然，這一技術(shù)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵是實現(xiàn)臭氧濃度實時在線的檢測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀包括:包括PC機、與PC機輸入端連接的無線網(wǎng)關(guān)、臭氧濃度檢測節(jié)點A、臭氧濃度檢測節(jié)點B、臭氧濃度檢測節(jié)點C、臭氧濃度檢測節(jié)點D、臭氧濃度檢測節(jié)點E、臭氧濃度檢測節(jié)點F，其特征在于:還包括在節(jié)點上與中央控制單元相連接的無線模塊和無線網(wǎng)關(guān)上的通信模塊，各節(jié)點采集的數(shù)據(jù)均匯集到無線網(wǎng)關(guān)上，無線網(wǎng)關(guān)通過RS-232接口將所有數(shù)據(jù)送入PC機中，PC機根據(jù)各節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，決定是否對各節(jié)點進行工作參數(shù)調(diào)整。
[0005]本實用新型的目的是開發(fā)一種可用于實時在線檢測臭氧濃度的儀器，用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。本使用新型臭氧濃度檢測儀技術(shù)方案及解決的重要的技術(shù)問題:
[0006]1.本檢測儀設(shè)計并采用臭氧傳感器補償電路，能夠根據(jù)儀器所采用的臭氧傳感器的不同工作環(huán)境對其工作狀態(tài)進行精確修正。
[0007]2.本檢測儀采用實現(xiàn)并確保內(nèi)部臭氧傳感器對于臭氧濃度的精確采集。
[0008]3.實現(xiàn)臭氧濃度數(shù)據(jù)的實時性檢測與準確傳輸。
[0009]4.完成多檢測節(jié)點的配置和實時的數(shù)據(jù)處理。
[0010]ZigBee無線技術(shù)是一種高可靠度的無線數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)，低復(fù)雜度、低功耗、低成本的雙向無線通訊技術(shù)，方便節(jié)點之間組網(wǎng)和通信，可實現(xiàn)對檢測環(huán)境內(nèi)全方位的檢測，保證了數(shù)據(jù)的可靠性。
[0011]所述與計算相連接的無線網(wǎng)關(guān)，使用的中央芯片為TI公司的CC2530，是用于2.4-GHz (IEEE 802.15.4)、ZigBee和RF4CE應(yīng)用的一個真正的片上系統(tǒng)(SoC)解決方案。無線網(wǎng)關(guān)與計算機通信標準為EIA-RS-232C標準。
[0012]所述檢測節(jié)點，包括中央控制單元、無線通信模塊、PWM信號處理電路、半導(dǎo)體臭氧傳感器、濾波電路和電源模塊幾部分。

【附圖說明】

[0013]圖1為本實用新型的組網(wǎng)模式示意圖；
[0014]圖2為本實用新型的臭氧濃度檢測節(jié)點原理圖；
[0015]圖3為本實用新型檢測的主流程圖；

【具體實施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖所示作進一步詳述。
[0017]如圖1所示，本實用新型基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀包括:包括PC機、與PC機輸入端連接的無線網(wǎng)關(guān)臭氧濃度檢測節(jié)點A、臭氧濃度檢測節(jié)點B、臭氧濃度檢測節(jié)點C、臭氧濃度檢測節(jié)點D、臭氧濃度檢測節(jié)點E、臭氧濃度檢測節(jié)點F，其中:
[0018]各節(jié)點均集成無線模塊，使用ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進行通信。只要它們彼此間在無線模塊的通信范圍內(nèi)，通過彼此自動尋找，很快就可以形成一個互聯(lián)互通的ZigBee網(wǎng)絡(luò)。而且，由于節(jié)點的移動，彼此間的聯(lián)絡(luò)還會發(fā)生變化。因而，各節(jié)點還可以通過重新尋找通信對象，確定彼此間的聯(lián)絡(luò)，對原有網(wǎng)絡(luò)進行刷新。最后各節(jié)點采集的數(shù)據(jù)均匯集到無線網(wǎng)關(guān)上，無線網(wǎng)關(guān)通過RS-232接口將所有數(shù)據(jù)送入PC機中，PC機可根據(jù)各節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，決定是否對各節(jié)點進行工作參數(shù)調(diào)整。
[0019]如圖2所示，臭氧濃度檢測節(jié)點主要包括:節(jié)點供電模塊(I)、中央控制單元(2)、PWM信號處理電路(3)、傳感器信號濾波電路(4)、半島臭氧傳感器(5)和無線模塊￠)，其中:
[0020]電源模塊(I)負責(zé)給整個系統(tǒng)供電，中央控制單元⑵根據(jù)系統(tǒng)配置，控制其PWM引腳完成PWM信號輸出，經(jīng)過處理電路(3)對PWM信號進行處理，最終實現(xiàn)向半導(dǎo)體臭氧傳感器(5)提供恒流恒壓源，保證其穩(wěn)定高效的工作狀態(tài)，半導(dǎo)體臭氧傳感器(5)的信號腳會根據(jù)臭氧濃度的變化輸出與之對應(yīng)的模擬信號，這些模擬信號經(jīng)過信號濾波電路(4)，最終向中央控制單元⑵的ADC引腳提供穩(wěn)定的信號，中央控制單元(2)采集到ADC引腳上的信號，經(jīng)過計算和打包，送往無線模塊￠)，最終傳送到PC端臭氧濃度在線檢測軟件。
[0021]圖3為本實用新型的主流程圖，下面結(jié)合圖3說明本實用新型的整個檢測過程如下:
[0022]1、開機后，中央處理單元上電，在本地Flash中讀出預(yù)配置數(shù)據(jù)，完成系統(tǒng)的初始化，半導(dǎo)體臭氧傳感器開始預(yù)熱。
[0023]2、半導(dǎo)體臭氧傳感器開始預(yù)熱，中央處理單元會讀取傳感器的加熱狀態(tài)，直至半導(dǎo)體臭氧傳感器預(yù)熱完成達到穩(wěn)定工作狀態(tài)，中央處理單元開始采集臭氧濃度數(shù)據(jù)。
[0024]3、中央處理單元將采集的數(shù)據(jù)進行處理，得到臭氧濃度數(shù)據(jù)，中央處理單元將臭氧濃度數(shù)據(jù)與節(jié)點工作狀態(tài)等數(shù)據(jù)進行打包，通過無線模塊，最終發(fā)送到臭氧濃度在線檢測軟件。
[0025]4、PC端利用現(xiàn)有的臭氧濃度在線檢測軟件，對節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)進行分析和處理，將臭氧濃度數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫，同時將各節(jié)點工作狀態(tài)顯示在UI界面上。
[0026]5、用戶可根據(jù)讀取到的節(jié)點狀態(tài)，決定對哪個節(jié)點進行調(diào)整，如進行調(diào)整，節(jié)點可根據(jù)現(xiàn)有的臭氧濃度實時在線檢測軟件發(fā)送的指令，將配置數(shù)據(jù)存入本地Flash中，完成調(diào)整。
【權(quán)利要求】
1.本基于ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)的臭氧濃度實時在線檢測儀包括:PC機、與PC機輸入端連接的無線網(wǎng)關(guān)、臭氧濃度檢測節(jié)點A、臭氧濃度檢測節(jié)點B、臭氧濃度檢測節(jié)點C、臭氧濃度檢測節(jié)點D、臭氧濃度檢測節(jié)點E、臭氧濃度檢測節(jié)點F，其特征在于:還包括在節(jié)點上與中央控制單元相連接的無線模塊和無線網(wǎng)關(guān)上的通信模塊，各節(jié)點采集的數(shù)據(jù)均匯集到無線網(wǎng)關(guān)上，無線網(wǎng)關(guān)通過RS-232接口將所有數(shù)據(jù)送入PC機中，PC機根據(jù)各節(jié)點上傳的數(shù)據(jù)，決定是否對各節(jié)點進行工作參數(shù)調(diào)整。
【文檔編號】G01N27-00GK204269584SQ201420307248
【發(fā)明者】張永輝, 相龍龍, 沈重 [申請人]海南大學(xué)