基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统，包括传感器节点，网关节点，监控中心，传感器节点通过Zigbee无线网络与网关节点连接，传感器节点通过网关节点再通过GPRS无线网络与监控中心连接。本实用新型专利技术解决了传统环境监控系统在社区内安装复杂、可靠性低、功耗大、设备可维护性差等技术问题,并增加了新的监测功能及预警功能，很好地解决了社区环境实时监测的问题，在条件恶劣和无人坚守的环境监测和事件跟踪中显示了很大的应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线远程环境监测及消防预警系统，一种基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统。
技术介绍
随着人民生活水平的提高、城市化和房产住宅业的快速发展，城市住宅小区的环境问题越来越受到人们的重视。一方面，社区的环境问题直接影响人们的生活质量和身体健康，舒适良好的社区环境能提高居民的生活质量，有益与居民的身体健康；另一方面，社区的环境还可能隐含一些安全隐患，火灾、天然气泄漏等突发事故，直接影响居民的人身安全及财产安全。因此，为了给社区居民提供一个舒适、安全、和谐的生活环境，我们需要对环境进行实时监控，对可能的突发事故进行监测和预警，并及时的采取相应的处理措施，以保证社区环境的舒适与安全。另外，为了进一步规范住宅小区智能化建设，建设部特别制定了智能化小区的等级标准，按照其要求，智能化小区必须有安全防范、信息管理、物业管理、信息网络等各子系统组成，而作为最基本的安全需求，智能监控系统在安防上面有着举足轻重的作用。而且，随着近年来智能化行业的飞速发展，安防系统已由原来特殊行业，专门应用逐渐普及到各行各业，并逐渐渗透到人们的日常中。现阶段各类电子技术蓬勃发展，CPU芯片性能飙升，通信条件和速率不断革新和完善，也为新的技术推广提供最广阔的技术平台。出于以上对社区环境、安全状况的分析，我们必须得到及时的环境监测数据，准确的监测出空气中一氧化碳、甲烷等有害气体的含量和现场环境的实时温度等信息，并采取有效地安全处理措施，对保护社区居民的身体健康和建设智能化社区都具有重要的意义。保护社区内人们的身体健康，实现社区内环境实时监测和火灾、气体中毒等突发事故的科学预防，事故后科学处理，最大限度地减少人员伤亡和经济财产的损失，从而减少了社区事故的发生具有重要的意义。因此研制一种能替代工作人员执行环境监测，并且实时准确的监测社区环境状况，对突发事故进行监测和预警的智能系统显得尤为迫切而必要。基于无线传感器网络的社区环境监测系统采用多项创新设计，通过在社区形成了一个立体的监测网，为环保部门工作的展开提供依据，这对环境的保护将起到很大作用。本项目采用无线传感器网络技术，它综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术和分布式信息处理技术等，能够使这些先进技术协同地实时监测和采集网络覆盖区域中各种环境监测对象的信息，并进行处理，处理后的信息通过无线传输方式发送给终端设备。传感器能保证数据的精确采集，无线通信技术能保证数据的可靠、及时的传送等，这种技术能够很好地解决目前社区的环境监测问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是:解决了传统环境监控系统在社区内安装复杂、可靠性低、功耗大、设备可维护性差等技术问题，并增加了新的监测功能及预警功能，很好地解决了社区环境实时监测的问题，在条件恶劣和无人坚守的环境监测和事件跟踪中显示了很大的应用价值。为了达到上述目的，本技术有如下技术方案:本技术的一种基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统，包括传感器节点，网关节点，监控中心，传感器节点通过Zigbee无线网络与网关节点连接，传感器节点通过网关节点再通过GPRS无线网络与监控中心连接。其中，所述传感器节点包括数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置和电源装置，所述电源装置分别与数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置连接，数据采集装置与数据处理装置连接，数据处理装置与无线传输装置连接，所述数据采集装置用于实时监测环境温度、湿度、空气质量参数、可燃气体浓度及有毒气体浓度信息，采集的数据经数据处理装置处理后通过无线传输装置传送至监控中心。其中，所述网关节点包括无线传输装置、处理器装置、GPRS装置和电源装置，所述电源装置分别与无线传输装置、数据处理器装置、GPRS装置连接，无线传输装置与数据处理器装置连接，数据处理器装置与GPRS装置连接。其中，所述传感器节点、网关节点均采用太阳能电池板充电、锂电池供电。由于采取了以上技术方案，本技术的优点在于:本技术可以对社区环境空气质量参数进行实时或分时采集，并将所采集的数据通过Zigbee无线传感器网络上传至网管节点，再由网关节点经GPRS无线网络上传至监控中心，用户可以在远程实时的观测到社区环境空气质量状况，同时该技术采用Zigbee2007/Pix)协议栈建立无线传感器自组网络，根据自组网络的特点增加与删除节点无需对系统进行重新配置，并且单个节点采用太阳能电池板充电、锂电池供电，能源清洁，绿色环保，且增加了节点的使用寿命，大大的减小了设备维护的难度，提高社区环境监测的便利性、可靠性及可操作性，该技术还实现了社区环境安全的消防预警功能，大大减小了火灾，燃气泄漏等突发事件对居民人身及财产安全的损害。【附图说明】图1是本技术基于无线传感器网络的智能社区环境监测系统的结构框图图2是本技术传感器节点的结构框图图3是本技术网关节点的结构框图。【具体实施方式】以下实施例用于说明本技术，但不用来限制本技术的范围。参见图1-3:本技术的一种基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统，包括传感器节点，网关节点，监控中心，传感器节点通过Zigbee无线网络与网关节点连接，传感器节点通过网关节点再通过GPRS无线网络与监控中心连接。所述传感器节点包括数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置和电源装置，所述电源装置分别与数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置连接，数据采集装置与数据处理装置连接，数据处理装置与无线传输装置连接，所述数据采集装置用于实时监测环境温度、湿度、空气质量参数、可燃气体浓度及有毒气体浓度信息，采集的数据经数据处理装置处理后通过无线传输装置传送至监控中心。所述网关节点包括无线传输装置、处理器装置、GPRS装置和电源装置，所述电源装置分别与无线传输装置、数据处理器装置、GPRS装置连接，无线传输装置与数据处理器装置连接，数据处理器装置与GPRS装置连接。所述传感器节点、网关节点均采用太阳能电池板充电、锂电池供电。如图1是本技术基于无线传感器网络的智能社区环境监测系统的结构框图，系统由三部分组成:用于数据采集的传感器节点、用于无线传输的网关节点和进行实时监测的监控中心。传感器节点是无线传感器网络的基本组成单元。传感器节点主要功能是实时或分时采集社区环境的空气质量参数、环境温度、环境湿度、有毒气体的浓度及可燃气体浓度数据，并把所采集的数据送至数据处理装置，经数据处理装置转换成数字信号和相应的分析处理，再将数据经无线传输装置发送到网关节点，由网关节点实现Zigbee网络与GPRS网络的协议转换，并将此数据传送到监控中心以便对社区环境状况进行实时监控和数据统计。传感器节点有两种工作模式，工作模式和休眠模式，可由监控中心发送节点控制命令对节点工作模式进行配置，以实现数据的实时或分时采集，对于有毒气体和可燃气体，可对其设定安全浓度阈值，当采集数据比数据设定值高时，即数据超标时，不论此节点处于何种工作模式下，此节点会立即进入工作模式，向上级发送超标数据，以便监控中心采取有效措施进行处理。网关节点是无线传感器网络的核心部件，同样具有两种工作模式，即工作模式和休眠模式，主要负责传感器节点与监控中心的信息连接。网关节点中设有与传感器节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感器网络的智能社区环境检测系统，其特征在于：包括传感器节点，网关节点，监控中心，传感器节点通过Zigbee无线网络与网关节点连接，传感器节点通过网关节点再通过GPRS无线网络与监控中心连接；所述传感器节点包括数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置和电源装置，所述电源装置分别与数据采集装置、数据处理装置、无线传输装置连接，数据采集装置与数据处理装置连接，数据处理装置与无线传输装置连接，所述数据采集装置用于实时监测环境温度、湿度、空气质量参数、可燃气体浓度及有毒气体浓度信息，采集的数据经数据处理装置处理后通过无线传输装置传送至监控中心；所述网关节点包括无线传输装置、处理器装置、GPRS装置和电源装置，所述电源装置分别与无线传输装置、数据处理器装置、GPRS装置连接，无线传输装置与数据处理器装置连接，数据处理器装置与GPRS装置连接；数据处理装置采用德州仪器TI公司TI集成AD的16位RISC混合信号处理器MSP430系列单片机，无线传输装置采用德州仪器TI公司推出的2.4GHz免授权ISM频带专用的第二代ZigBee/IEEE802.15.4无线射频收发器，型号CC2520，传感器节点及网关节点均采用德州仪器TI公司推出的2.4GHz免授权ISM频带专用的第二代ZigBee/IEEE 802.15.4无线射频收发器，型号CC2520，传感器节点及网关节点所使用的微控制器均采用德州仪器TI公司集成AD的16位RISC混合信号处理器MSP430系列超低功耗单片机。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周潍芳，王钢，赵玉刚，王雪，王一，杨丽，李燕飞，吉虎，周细红，佟迪，许鹏飞，邸红杨，
申请(专利权)人：北华大学，九台市人民医院，
类型：新型
国别省市：吉林;22