專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其是一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染的主要介質(zhì)表現(xiàn)為“水、氣、聲”，環(huán)境噪聲作為其中一個(gè)重要的組成，環(huán) 境噪聲控制越來越收到國(guó)家和社會(huì)的重視。而現(xiàn)有的環(huán)境噪聲檢測(cè)設(shè)備主要有手持噪聲檢 測(cè)儀、車載噪聲檢測(cè)儀、固定點(diǎn)安裝檢測(cè)儀等。現(xiàn)有噪聲的監(jiān)測(cè)與監(jiān)控設(shè)備中手持或車載檢測(cè)設(shè)備只能單機(jī)手工操作，只能在本 機(jī)查看或存儲(chǔ)，無法聯(lián)網(wǎng)。因?yàn)樾枰斯げ僮鳎詿o法長(zhǎng)期監(jiān)控，無法在特殊時(shí)間(比如 深夜等時(shí)間段)、特定地點(diǎn)(比如高危地點(diǎn))監(jiān)控，使用的人員成本高昂。因?yàn)椴荒苈?lián)網(wǎng)，所 以不能提供城域范圍內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)。現(xiàn)有噪聲的固定點(diǎn)安裝檢測(cè)儀體積大，造價(jià)高，安裝位置需要提供電源線、數(shù)據(jù)通 訊線等，所以難以大范圍高密度分布，甚至有一些無線傳輸?shù)谋O(jiān)測(cè)設(shè)備采用的都是點(diǎn)對(duì)點(diǎn) 傳輸方案，速度低、傳輸數(shù)據(jù)單一，難以大范圍聯(lián)網(wǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服以上缺陷，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提出一種低成本、免布線、免維 護(hù)的高密度、全天候基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其 包括電源供應(yīng)模塊、主控模塊、無線通信模塊、傳感器模塊以及中心監(jiān)控模塊，所述主控模 塊分別與電源供應(yīng)模塊、無線通信模塊、傳感器模塊連接，所述中心監(jiān)控模塊與主控模塊無 線連接，所述主控模塊包括主控核心處理器、存儲(chǔ)器及接口，傳感器模塊包括傳感器、信號(hào) 調(diào)理器、放大器、單片機(jī)以及與主控模塊連接的接口。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述電源 供應(yīng)模塊包括主電池組以及備用電池組，主電池組采用市電電源供電，備用電池采用市電 電源供電或太陽能供電。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述存儲(chǔ) 器包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器、電可接除非易失性存儲(chǔ)器，所述接口包括USB接口、電源輸入控制接 口、傳感器接口、數(shù)據(jù)通信接口、設(shè)備供電控制接口及GPS模塊。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步包括述無線通 信模塊采用3G無線通訊。根據(jù)本發(fā)明的另外一個(gè)實(shí)施例，基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)一步包括所述傳感 器模塊采用噪音檢測(cè)傳感器模塊。本發(fā)明的有益效果是1、本系統(tǒng)無須鋪設(shè)電源線、數(shù)據(jù)通信線等，體積小、功耗低，便于安裝，便于維護(hù)，且設(shè)備成本、安裝成本、維護(hù)成本等都大大低于類似設(shè)備；
2、本系統(tǒng)使用3G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，能提供高速的數(shù)據(jù)交互，除了噪聲參數(shù)外還可以提供音頻、圖像、視頻的數(shù)據(jù)傳輸；3、本系統(tǒng)提供了城域范圍的大范圍環(huán)境噪聲監(jiān)控，這些數(shù)據(jù)在監(jiān)控中心統(tǒng)一處 理、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)，與GIS系統(tǒng)相結(jié)合，提供了直觀的圖形化的全城噪聲實(shí)時(shí)監(jiān)控。


圖1是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的框架示意圖；圖2是本發(fā)明主控模塊的框架示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的 示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其包括 電源供應(yīng)模塊、主控模塊、無線通信模塊、傳感器模塊以及中心監(jiān)控模塊，所述主控模塊分 別與電源供應(yīng)模塊、無線通信模塊、傳感器模塊連接，所述中心監(jiān)控模塊與主控模塊無線連 接，所述主控模塊包括主控核心處理器、存儲(chǔ)器及接口，傳感器模塊包括傳感器、信號(hào)調(diào)理 器、放大器、單片機(jī)以及與主控模塊連接的接口。其中，所述電源供應(yīng)模塊包括主電池組以及備用電池組，主電池組采用市電電源 供電，備用電池采用市電電源供電或太陽能供電。一般由市電220V供電，當(dāng)供電異常時(shí)，鋰聚合物電池提供供電異常時(shí)系統(tǒng)供 電，主要技術(shù)參數(shù)輸入110V-280V 50/60Hz 100mA，輸出直流+3. 3V2000mA、+9V 200mA-9v 200mA，紋波《20mv鋰電池容量3·6V 2600MAH而當(dāng)使用太陽電池板為鋰電池模塊供電時(shí)，由太陽能電池板采集太陽能，鋰電池 存儲(chǔ)主要技術(shù)參數(shù)單晶硅太陽能電池板12V 250mA面板尺寸180Mm*160mm，鋰電 池組3. 6V 15600mAH，環(huán)境溫度-20°C 80°C，輸出直流 3. 3V 1200MA, +9V100mA, -9v 100mA.當(dāng)然也可以使用太陽能電池板為鉛酸電池模塊供電，由太陽能電池板采集太陽 能，鉛酸電池存儲(chǔ)，主要技術(shù)參數(shù)單晶硅太陽能電池板12V 1000mA面板尺寸380Mm*280mm，鉛酸電池組12V 20000mAH，環(huán)境溫度，_20°C 80°C，輸出直流 +3. 3V 2000MA, +9V 200mA, -9v200mA.如圖2所示，所述存儲(chǔ)器包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DRAM)、電可接除非易失性存儲(chǔ)器 (EEPROM)，所述接口包括USB接口、電源輸入控制接口、傳感器接口、數(shù)據(jù)通信接口、設(shè)備供 電控制接口及GPS模塊。DRAM、EEPROM、USB接口、電源輸入控制接口、傳感器接口、數(shù)據(jù)通 信接口、設(shè)備供電控制接口及GPS模塊分別與主控核心處理器連接。其中，主控核心處理器主控模塊選用dsPIC33FJ128GP708單片機(jī)為核心，該器件 主要參數(shù)3. 6V 16位高性能16位數(shù)字信號(hào)控制器，工作于40兆主頻，包含對(duì)DSP的強(qiáng)大 支持。支持在線編程，納瓦級(jí)超低功耗等，通過主控核心處理器完成噪聲檢測(cè)設(shè)備的核心處理流程。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器選用的IS42S16100C1芯片，該芯片為512K*16bit*2Bank 同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器，工作電流< 170mA。該存儲(chǔ)器作為主控核心處理器大數(shù)據(jù)運(yùn)算時(shí)的數(shù)據(jù)緩 存，該器件只在需要使用時(shí)才由主處理器控制供電。電可接除非易失性存儲(chǔ)器選用的24LC1025，該器件為I 2C接口的1024K bitCMOS EEPROM(電可擦寫只讀存儲(chǔ)器)讀電流< 5mA寫電流< 500uA待機(jī)電流< 500nA ；該儲(chǔ)存器 存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)置參數(shù)、控制中心傳達(dá)的控制命令、傳感設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)、等待傳輸?shù)膮?shù)等數(shù) 據(jù)。USB接口提供與普通計(jì)算機(jī)的接口服務(wù)，實(shí)現(xiàn)設(shè)備校準(zhǔn)、控制參數(shù)輸入等功能。電源輸入控制接口采集電源供應(yīng)模塊的相關(guān)參數(shù)，包括電源儲(chǔ)備狀態(tài)、電池組溫度等并根據(jù)這些參數(shù)及系統(tǒng)指令設(shè)置調(diào)整系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。在線升級(jí)/自編程模塊通過數(shù)據(jù)通信組件從控制中心下載至本地，結(jié)合本地運(yùn)行 狀態(tài)的監(jiān)測(cè)(包括電源儲(chǔ)備情況、環(huán)境溫度、近期是否運(yùn)行故障等)由本模塊對(duì)主控處理器 進(jìn)行自動(dòng)升級(jí)。傳感器接口通過16位并行高速數(shù)據(jù)總線與傳感器模塊連接，獲取傳感器經(jīng)過前 期處理的數(shù)字信號(hào)。數(shù)據(jù)通信接口連接3G無線數(shù)據(jù)通信模塊，根據(jù)用戶選用的3G運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)的不同，可 以連接3種不同的3G無線數(shù)據(jù)通信模塊。設(shè)備供電控制接口用于控制各相關(guān)外設(shè)，為了保證系統(tǒng)的極低功耗，主控處理器 根據(jù)相關(guān)條件可以有選擇的關(guān)閉和開啟部分或全部外設(shè)的電源供應(yīng)，這些外設(shè)包括3G通 信模塊、動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存器、USB接口、傳感器模塊等。GPS模塊(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))模塊用于接收該設(shè)備安裝位置的地理信息，同時(shí)該 模塊還提供了統(tǒng)一的系統(tǒng)時(shí)間。所述傳感器模塊采用噪音檢測(cè)傳感器模塊，當(dāng)然為預(yù)留將來開發(fā)風(fēng)力檢測(cè)、溫濕 度檢測(cè)、語音、圖像等傳感器，本模塊設(shè)計(jì)為內(nèi)部處理、統(tǒng)一接口的可替換模塊化結(jié)構(gòu)。3G無線模塊用于3G無線通訊，通過相關(guān)運(yùn)營(yíng)商的分組交換網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，通過互 聯(lián)網(wǎng)與中心控制系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，由于互聯(lián)網(wǎng)的公網(wǎng)特性，本系統(tǒng)采用加密數(shù)據(jù)傳輸方 式。數(shù)據(jù)加密的密鑰可以由控制中心指令更換。由于目前存在中國(guó)移動(dòng)、中國(guó)電信、中國(guó)聯(lián)通三家無線3G運(yùn)營(yíng)商，其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通 信方式都不相同且互相不通用，所以本系統(tǒng)提供三種不同的3G模塊供用戶選擇(中國(guó)電信 使用的CDMA2000模塊、中國(guó)移動(dòng)使用的SCDMA模塊、中國(guó)聯(lián)通使用的WCDMA模塊)，這三種模塊通過統(tǒng)一的方式與主控模塊連接。以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完 全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù) 性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求
一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其包括電源供應(yīng)模塊、主控模塊、無線通信模塊、傳感器模塊以及中心監(jiān)控模塊，所述主控模塊分別與電源供應(yīng)模塊、無線通信模塊、傳感器模塊連接，所述中心監(jiān)控模塊與主控模塊無線連接，所述主控模塊包括主控核心處理器、存儲(chǔ)器及接口，傳感器模塊包括傳感器、信號(hào)調(diào)理器、放大器、單片機(jī)以及與主控模塊連接的接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述電源供應(yīng)模 塊包括主電池組以及備用電池組，主電池組采用市電電源供電，備用電池采用市電電源供 電或太陽能供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)器包括 動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器、電可接除非易失性存儲(chǔ)器，所述接口包括USB接口、電源輸入控制接口、傳感 器接口、數(shù)據(jù)通信接口、設(shè)備供電控制接口及GPS模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信模 塊采用3G無線通訊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器模塊 采用噪音檢測(cè)傳感器模塊。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于其包括電源供應(yīng)模塊、主控模塊、無線通信模塊、傳感器模塊以及中心監(jiān)控模塊，所述主控模塊分別與電源供應(yīng)模塊、無線通信模塊、傳感器模塊連接，所述中心監(jiān)控模塊與主控模塊無線連接，所述主控模塊包括主控核心處理器、存儲(chǔ)器及接口，傳感器模塊包括傳感器、信號(hào)調(diào)理器、放大器、單片機(jī)以及與主控模塊連接的接口。本系統(tǒng)無須鋪設(shè)電源線、數(shù)據(jù)通信線等，體積小、功耗低，便于安裝，便于維護(hù)，且設(shè)備成本、安裝成本、維護(hù)成本等都大大低于類似設(shè)備，并且本系統(tǒng)使用3G無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，能提供高速的數(shù)據(jù)交互。
文檔編號(hào)G05B19/418GK101825887SQ20101014239
公開日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月9日
發(fā)明者李毅民, 談世明, 謝寶建 申請(qǐng)人:李毅民