[发明专利]基于无线传感器网络和3G网络的智能流量监测方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及电子技术、传感器技术、ZigBee低速率无处传感器网络技术以及Internet技术领域，尤其涉及传感器采集的流量数据与无处传感器网络信息的无缝连接技术、802.15.4协议与TCP/IP协议之间协议转换技术。

二、背景技术

无线传感器网络是计算、通信和传感器这三项技术相结合的产物。是由大量的具有通信和计算能力的微小传感器节点，以无线的方式连接构成的自治测控网络。其网络形式是大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络，其中节点是同构或异构的，成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意散布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间。无线传感器网络常运作在人无法接近的恶劣甚至危险的远程环境中。

流量监测方法往往受布线、成本、部署安装的灵活性等多种因素制约，难以满足石油、化工、钢铁、水处理等行业管路流量监测管理需求，限制了流量监测管理智能化水平的提高。

本发明正是针对上述问题给出的一种全新的解决方案，采用处理器MSP430F4250单片机为核心模块，基于无线传感器网络的ZigBee无线收发模块以及3G移动通信技术的具有实时显示、处理、分析、无线通信等多功能于一体的智能流量监测方法。

三、发明内容

本发明实施例要解决的问题是提供一种基于无线传感器网络和3G网络的智能流量监测方法，具有实时采集流体流量数据信息，显示、分析、处理以及无线远程传输等功能。

为达到上述目的，本发明实施例的技术方案提供的一种基于无线传感器网络和3G网络的智能流量监测方法，包括：传感器采集流体流量参数值以及根据不同介质、管径等调节参数实时显示流量瞬时值和累计值；流量值由异步串口传输方法；流量变换器中的数据信息与ZigBee无线通信模块中信息的无缝连接，通过3G模块远程传输采集的流量数据。

所述的传感器采集流体流量值方法是通过磁位置传感器HMC1501实时探测附件处角位移状态的磁铁相对运动来实现的。在固定HMC1501的定向时，磁铁可以转换成±45°，所以它可以通过磁铁运动的角度实现流量的检测。HMC1501是霍尼韦尔公司AMR(各向异性磁阻)型磁位置传感器。它为饱和方式下的AMR传感器电桥HMC1501含有一个可在±45°范围内传感位置的AMR电桥。HMC1501的电桥差分输出电压(ΔV)为：

ΔV＝-Vs sin(2q)

式中：Vs：供电电压(V)，S：材料常数(12mV/V)，q：磁场参考角(度)

对于简单的磁位置传感而言，可以采用HMC1501传感器探测附近处于线性或角位移状态的磁铁的相对运动。

所述的流量变换器与无线通信模块之间数据对接方法中流量变换器发送数据方法为：在单片机中设置一个发送缓冲区，将要发送的数据存放于缓冲区，用设置的定时器A产生发送时钟，在定时中断程序里读取发送缓冲区的数据，用移位的方式逐位发送数据。具体的函数实现如下：

所述的无线通信模块接收流量变换器串口中断数据方法，主要包括三个步骤：接收帧头数据，读取数据缓存器，接收帧尾。ZigBee无线收发模块接收一帧数据，具体函数实现如下：

与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下优点：创新性的实现了一种基于无线传感器网络和3G网络的智能流量监测方法，支持2.4G频段ZigBee通信以及3G移动通信技术、Internet，为石油、化工、钢铁、水处理等行业管路流量监测监控提高了一种自动化、智能化的流量监测方法，具有广阔的应用前景和工程应用价值。

四、附图说明：

图1是本发明的原理框图

图2是本发明采用的总体流程图

图3是本发明按键模块工作流程图

图4是本发明液晶显示驱动程序流程图

图5是本发明液晶显示工作流程图

五、具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步的说明。

参照图1，图1表示本发明原理框图。主要包括流量数据采集模块、无线传感器网络模块、流量变换器模块、3G网关、LCD液晶显示模块以及电源模块。

参照图2，图2表示本发明总体流程图。首先初始化程序，读取设定的如流体介质、管径等标定参数值，读取计算的累计值，通过LCD显示瞬时、累计流量值。还需判断是否有按键按下的操作，若有需验证密码的正确性然后再执行相关操作，若无按键操作则无需做相关动作。