[实用新型]无线监测滑坡体地温的传感器网络节点装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线监测滑坡体地温的传感器网络节点装置，属于地温监测的无线传感器网络技术领域。

背景技术

无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展，无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。

地下温度场信息是地球动力学研究所关注的对象，根据地下温度场信息的变化研究地球动力学的有关问题，地震、火山喷发等一些地球动力学现象引起的地温变化相当显著。目前，据国外研究资料表明，研究人员已经开始应用地下温度场变化信息作为辅助参数，来配合其它主要参数研究某些地球物理场变化的问题，研究发现，活动滑坡体的温度场与滑床的温度场相比较，存在较为明显的温度场异常；在滑坡活动时，滑坡体温度场将会发生变化，据资料，这一变化量有2～3℃左右，最大变化量有时能达到6℃左右。因此，本实用新型用于监测滑坡体地温，对库区地质灾害监测预警系统的建立和运行具有很强的现实意义和必要性。

目前监测滑坡体低温，是在一个传感器节点上配置一个地温传感器，将传感器节点设备放置到地下井，在滑坡体附近采用有线连接的方式将传感器节点设备所采集的地温数据发送到数据接收设备上，由于在滑坡体附近区域内打井、部署通信电缆或光缆造价高，工程施工很多不便；并且，当地温传感器出现故障时，无法采集到有故障节点的地温数据，造成地温监测设备的可靠性低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有的：使用有线方式采集地温数据存在工程造价高、施工不便、地温监测设备的可靠性低的缺陷，而提供一种硬件电路简单、可靠性高、功耗低、成本低廉和体积小巧的无线监测滑坡体地温的传感器网络节点装置，具体的技术方案如下：

一种无线监测滑坡体地温的传感器网络节点装置，由地温数据采集单元、微处理器控制单元和无线射频收发单元组成，所述的地温数据采集单元与微处理器控制单元电连接，无线射频收发单元与微处理器控制单元电连接；

地温数据采集单元电路中包含两个或以上温度传感器芯片，所述的数个温度传感器芯片分别横向和纵向排列组合，横向排列的温度传感器芯片的相同引脚连接在一条总线上与微处理器控制单元的引脚连接，纵向排列的温度传感器芯片的相同引脚连接在一条总线上与微处理器控制单元的引脚连接；

无线射频收发单元包括高精度的晶体振荡器Y1、外接天线E1、不平衡变压器S1和无线收发芯片U1，外接天线F1通过不平衡变压器S1与无线收发芯片U1连接，晶体振荡器两端分别与无线收发芯片的引脚连接。

优选地，温度传感器芯可以采用AD7416芯片，微处理器控制单元的硬件电路中主要采用ATMEGA128L芯片构成，无线射频收发单元的硬件电路中主要采用AT86RF230芯片构成。

进一步地，所述的温度传感器芯片设有16个，横向排列有8个AD7416芯片，纵向排列有8个AD7416。

进一步地，所述的无线射频收发单元的外接天线经可调电感与不平衡变压器的1引脚电连接，不平衡变压器的4引脚经电容与无线收发芯片的4引脚电连接，不平衡变压器的3引脚经电容与无线收发芯片的5引脚电连接，无线收发芯片的25引脚与晶体振荡器的1引脚电连接，无线收发芯片的26引脚与晶体振荡器的2引脚连接。

采用上述方案的无线监测滑坡体地温的传感器网络节点装置，具有以下优点和积极效果：

(1)采用了无线射频收发单元，无需在滑坡体附近区域内部署通信电缆或光缆，即可将地温监测装置采集的地温数据发送到数据接收设备上，减小了工程造价，减小了施工量；

(2)一个传感器节点上配置多个地温传感器，当其中的一个地温传感器发生故障时，其它地温传感器能够将该采集该节点的地温数据，使得地温监测装置仍然能够正常工作，提高了地温监测装置的可靠性；