[发明专利]一种基于物联网的环境监测分站及设计方法

说明书

技术领域

   本发明涉及的是一种基于物联网的环境监测分站及设计方法，属于支持物联网应用技术领域。

背景技术

如今，空气污染、森林防火以及智能大棚越来越受到人们的关注，但如何实时、方便地监测相关的环境指标，特别是低成本的长期监测，一直困扰着人们。现有的环境监测装置或体积较大，或监测类型单一，集成度低，或限于单点监测，若多点监测则需要铺设通信线缆，在大范围的环境监测（特别是森林生态监测）中无法满足工程应用要求。

发明内容

本发明提出的是一种基于物联网的环境监测分站及设计方法，其目的旨在克服现有环境监测中抽存在的上述弊端。它集成度高，可有效地降低环境监测成本，采用无线数据传输模块和GPS接收模块，不仅摆脱了对通信线缆的依赖，而且可以对环境监测位置和监测时间有准确的把握。

本发明的技术解决方案：一种基于物联网的环境监测分站其结构是包括主控处理器模块、传感器模块、无线数据传输模块、GPS接收模块、显示模块、报警模块，其中主控处理器模块的第一信号输出/输入端与传感器模块的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块的第二信号输出/输入端与无线数据传输模块的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块的第三信号输出/输入端与GPS接收模块的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块的第一信号输出端与显示模块的信号输入端对应相接，主控处理器模块的第二信号输出端与报警模块的信号输入端对应相接。本发明的有益效果是：与已有技术相比，同时采集和监测环境的温湿度、光亮度、一氧化碳含量、二氧化碳含量、烟雾含量和二氧化硫含量，集成度更高。本发明采用433MHz无线通信，使得低成本、大范围的实时环境监测成为可能，同时采用GPS接收模块，可准确记录环境监测点位置和监测时间。

附图说明

附图1是一种基于物联网的环境监测分站的结构框图；

附图2是本发明的设计框架示意图。

具体实施方式

现结合附图对本发明做进一步的说明。附图均为简化示意图，因此仅以示意方式说明本发明的基本结构和设计方法。

对照附图1，一种基于物联网的环境监测分站，其结构包括主控处理器模块U01、传感器模块U02、无线数据传输模块U03、GPS接收模块U04、显示模块U05、报警模块U06，其中主控处理器模块U01的第一信号输出/输入端与传感器模块U02的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块U01的第二信号输出/输入端与无线数据传输模块U03的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块U01的第三信号输出/输入端与GPS接收模块U04的信号输入/输出端对应相接，主控处理器模块U01的第一信号输出端与显示模块U05的信号输入端对应相接，主控处理器模块U01的第二信号输出端与报警模块U06的信号输入端对应相接。

所述主控处理器模块U01包含核心处理器、JTAG调试接口、复位电路和外部数据接口。其中，核心处理器为TI（美国德州仪器）公司的Cortex-M3处理器，由于内核和指令的兼容，它们可以是LM3S615、LM3S617、LM3S618、LM3S811、LM3S812、LM3S815、LM3S817、LM3S818或LM3S828。这些Cortex-M3处理器的主要参数为：3.3V供电的32位低功耗微控制器，主频为50MHz，集成了4路A/D转换器，32KB～64KB的片内FLASH，2个UART接口，1个IIC接口，1个SPI接口和多达20个的GPIO接口。

所述传感器模块U02包含多种不同的传感器，用于采集不同的环境信息。传感器模块U02包含单总线数字式温湿度传感器、环境光亮度传感器、一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、烟雾传感器、二氧化硫传感器。其中单总线数字式温湿度传感器通过GPIO接口与主控处理器模块U01连接；环境光亮度传感器通过IIC接口与主控处理器模块U01连接；而一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、烟雾传感器和二氧化硫传感器分别通过A/D转换接口与主控处理器模块U01连接。

所述无线数据传输模块U03优选nRF905型片上系统模块，使无线数据传输模块U03工作在433MHz频率下，保证通信的质量和安全。在无遮挡条件下，无线数据传输模块U03的传输距离可达500米。无线数据传输模块U03采用SPI接口和GPIO接口与主控处理器模块U01连接。

所述GPS接收模块U04采用UART接口与与主控处理器模块U01连接，用于接收经纬度信息和标准时间信息。