一種基于zigbee物聯(lián)網(wǎng)的CO測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種施工現(xiàn)場(chǎng)一氧化碳檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，尤其是涉及一種基于zigbee物聯(lián)網(wǎng)的CO測(cè)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)建設(shè)施工中，經(jīng)常需要接觸到各種工業(yè)氣體，其中一氧化碳是比較常見(jiàn)的危險(xiǎn)性工業(yè)氣體。一氧化碳無(wú)色無(wú)味，當(dāng)其在空氣中濃度較高時(shí)，人會(huì)產(chǎn)生急性中毒現(xiàn)象，嚴(yán)重的甚至導(dǎo)致死亡。與一般家用煤氣不同，工業(yè)煤氣中的一氧化碳濃度更高，危險(xiǎn)性也更大；例如高爐煤氣中一氧化碳約占20%，而轉(zhuǎn)爐煤氣中一氧化碳含量更是高達(dá)60%~80%。
[0003]在技改或檢修工程中，生產(chǎn)與施工同時(shí)進(jìn)行，施工區(qū)域隔離不夠完全，現(xiàn)場(chǎng)施工人員隨時(shí)有暴露在高濃度一氧化碳?xì)怏w下的危險(xiǎn)。現(xiàn)有技術(shù)常采用施工人員佩戴一氧化碳探測(cè)表的方法來(lái)預(yù)防中毒，其反應(yīng)時(shí)間一般在30秒以?xún)?nèi)。然而高濃度一氧化碳毒性極強(qiáng)，人體接觸后一般很快就會(huì)暈厥從而喪失自救能力。這種情況下，等一氧化碳探測(cè)表報(bào)警之后再做反應(yīng)為時(shí)已晚，并不能很好的起到預(yù)防中毒的作用，所以預(yù)防性更強(qiáng)的一氧化碳測(cè)氣體測(cè)控系統(tǒng)的研宄就顯得十分重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種無(wú)需布線(xiàn)、無(wú)需管道、監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)一氧化碳濃度，能提前避免人員無(wú)入泄漏區(qū)域、自動(dòng)檢測(cè)一氧化碳濃度并啟動(dòng)風(fēng)機(jī)加快空氣流通的一種基于zigbee物聯(lián)網(wǎng)的CO測(cè)控系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明的一種基于zigbee物聯(lián)網(wǎng)的CO測(cè)控系統(tǒng)，所述測(cè)控系統(tǒng)包括上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)以及多個(gè)一氧化碳測(cè)控子系統(tǒng)；所述網(wǎng)關(guān)包括嵌入式中央處理器、zigbee協(xié)調(diào)器、GPRS模塊以及電源模塊；所述嵌入式中央處理器、zigbee協(xié)調(diào)器和GPRS模塊之間采用串口通信；所述一氧化碳測(cè)控子系統(tǒng)則包括控制模塊，一氧化碳檢測(cè)模塊，一氧化碳報(bào)警模塊以及電源模塊，所述控制模塊包括MCU、zigbee路由器，所述一氧化碳檢測(cè)模塊包括zigbee終端節(jié)點(diǎn)、一氧化碳探測(cè)器、報(bào)警器，所述一氧化碳報(bào)警模塊包括zigbee終端節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)、報(bào)警器。
[0006]所述上位機(jī)設(shè)置有人機(jī)交互界面，所述人機(jī)交互界面顯示現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)區(qū)域的一氧化碳濃度，在一氧化碳超標(biāo)時(shí)，所述上位機(jī)啟動(dòng)報(bào)警程序并通過(guò)短信發(fā)送通知信息。
[0007]所述模塊之間通過(guò)zigbee無(wú)線(xiàn)技術(shù)通信，主要由模塊中的zigbee節(jié)點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)；所述zigbee節(jié)點(diǎn)包括協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)三種類(lèi)型，分別位于網(wǎng)關(guān)、子系統(tǒng)控制模塊、一氧化碳檢測(cè)模塊和報(bào)警模塊；所述終端節(jié)點(diǎn)與一氧化碳探測(cè)器、報(bào)警器和風(fēng)機(jī)相連。
[0008]所述電源模塊將外接220V電源并轉(zhuǎn)換為zigbee芯片工作的電壓。
[0009]所述一氧化碳探測(cè)器檢測(cè)到一氧化碳濃度超標(biāo)發(fā)送產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，報(bào)警信號(hào)經(jīng)過(guò)zigbee終端節(jié)點(diǎn)、路由器傳送給所在子系統(tǒng)控制模塊的MCU ；MCU產(chǎn)生控制信號(hào)，再經(jīng)過(guò)路由器、zigbee終端節(jié)點(diǎn)觸發(fā)報(bào)警器和風(fēng)機(jī)，同時(shí)，zigbee終端節(jié)點(diǎn)將報(bào)警信號(hào)通過(guò)路由器、協(xié)調(diào)器發(fā)送給網(wǎng)關(guān)內(nèi)的嵌入式中央處理器，所述中央處理器發(fā)送控制信號(hào)啟動(dòng)其他子系統(tǒng)的報(bào)警器，將信息通過(guò)GPRS傳送給上位機(jī)。
[0010]所述路由器負(fù)責(zé)多個(gè)下級(jí)zigbee終端節(jié)點(diǎn)；所述路由器和協(xié)調(diào)器通信的同時(shí)也與其他路由器通信；整個(gè)zigbee網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)調(diào)器、路由器、終端節(jié)點(diǎn)為mesh型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0011]所述MCU與探測(cè)器、風(fēng)機(jī)、報(bào)警器、zigbee終端節(jié)點(diǎn)通過(guò)電源模塊電氣相連。
[0012]所述測(cè)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中某個(gè)路由器故障時(shí)，原本通過(guò)該路由器與協(xié)調(diào)器通信的節(jié)點(diǎn)自動(dòng)尋找最近的備選路由器來(lái)代替，同時(shí)上位機(jī)顯示故障路由器的信息。
[0013]所述測(cè)控系統(tǒng)設(shè)置有3種報(bào)警方式，采用任一方式獨(dú)立報(bào)警或者采用任意兩種方式組合報(bào)警或者采用三種方式組合報(bào)警:
(1)本地報(bào)警:一氧化碳探測(cè)器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，直接觸發(fā)外接報(bào)警器；
(2)控制模塊報(bào)警:一氧化碳探測(cè)器產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)，通過(guò)zigbee終端節(jié)點(diǎn)送給控制模塊，控制模塊將信號(hào)發(fā)送到報(bào)警模塊，觸發(fā)報(bào)警器和風(fēng)機(jī)；
(3)上位機(jī)報(bào)警:上位機(jī)產(chǎn)生報(bào)警指令，通過(guò)網(wǎng)關(guān)、zigbee路由器和zigbee終端節(jié)點(diǎn)發(fā)送到報(bào)警模塊，觸發(fā)報(bào)警器。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:(1)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)一氧化碳濃度，提前避免人員進(jìn)入泄漏區(qū)域，提醒區(qū)域內(nèi)人員規(guī)避；(2)無(wú)需布線(xiàn)、無(wú)需管道，最大程度減少對(duì)空間的占用；(3)一氧化碳報(bào)警模塊和一氧化碳檢測(cè)模塊根據(jù)需要可以自行增減，確保施工現(xiàn)場(chǎng)完全處于檢測(cè)范圍內(nèi)；(4)自動(dòng)化程度較高，節(jié)省人工。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本發(fā)明的上位機(jī)的功能示意圖。
[0017]圖3是技本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4是本發(fā)明的一個(gè)測(cè)控子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖5是本發(fā)明的zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖6是本發(fā)明的部分路由器不可用時(shí)自組織的zigbee網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種基于zigbee物聯(lián)網(wǎng)的CO測(cè)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)上可以分成上位機(jī)、網(wǎng)關(guān)以及許多一氧化碳測(cè)控子系統(tǒng)。信號(hào)在系統(tǒng)中的傳輸為:一氧化碳檢測(cè)模塊通過(guò)控制模塊、網(wǎng)關(guān)向上位機(jī)發(fā)送上行信號(hào)；上位機(jī)通過(guò)網(wǎng)關(guān)、控制模塊向一氧化碳報(bào)警模塊發(fā)送下行信號(hào)。
[0023]如圖2所示，本測(cè)控系統(tǒng)的上位機(jī)應(yīng)該包括3個(gè)功能:1、人機(jī)交互界面顯示現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)區(qū)域的一氧化碳濃度，方便工程管理人員以此為據(jù)，安排施工；2、當(dāng)無(wú)法與某個(gè)測(cè)控子系統(tǒng)通信時(shí)，界面顯示故障信息，提醒技術(shù)人員檢查相應(yīng)設(shè)備；3、一氧化碳超標(biāo)時(shí)，界面報(bào)警并通過(guò)短信通知施工負(fù)責(zé)人。人機(jī)交互界面可以采用Visual Basic軟件制作，短信報(bào)警則可以利用飛信等短信發(fā)送軟件。
[0024]如圖3所示，網(wǎng)關(guān)包括嵌入式中央處理器、zigbee協(xié)調(diào)器、GPRS模塊以及電源模塊。嵌入式中央處理器、zigbee協(xié)調(diào)器和GPRS模塊之間采用串口通信。
[0025]如圖4所示，一個(gè)一氧化碳測(cè)控子系統(tǒng)包括控制模塊、一氧化碳檢測(cè)模塊、一氧化碳報(bào)警模塊、電源模塊。其中控制模塊包括MCU、zigbee路由器。一氧化碳檢測(cè)模塊包括zigbee終端節(jié)點(diǎn)、一氧化碳探測(cè)器、報(bào)警器。一氧化碳報(bào)警模塊包括zigbee終端節(jié)點(diǎn)、風(fēng)機(jī)、報(bào)警器。
[0026]子系統(tǒng)中一氧化碳檢測(cè)模塊與一氧化碳報(bào)警模塊成對(duì)配置。在本系統(tǒng)中至少要有一對(duì)一氧化碳檢測(cè)模塊和報(bào)警模塊。一套一氧化碳測(cè)控子系統(tǒng)中的報(bào)警模塊和檢測(cè)模塊并非只能為一對(duì)，可以自行根據(jù)需要增減