[实用新型]低功耗自组网遥感监测物理量的装置

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及自动测试系统和遥感监测领域，包括控制器、可程控激励源和测量单元，以及无线收发单元，用于人工难以完成或要求没有人为干预的实时、快速、多通道、多参数测量，以及大量重复的综合测试和数据采集与处理的场合；尤其涉及环境参数的在线实时测试和自组网无线传输信息，特别是涉及通过Z-Wave网络实现一氧化碳和温度、湿度的遥程感知监测。 

【背景技术】

本实用新型涉及的物理量，是指电压、电流、耗用的电能、门磁开关、流量、压力、重量，以及三轴角速度和陀螺仪等，尤其是环境参数，包括被监测地的气温、湿度、氧含量和放射线强度，以及散布于空气中的各种有害气体浓度，例如一氧化碳、甲醛和硫化氢，还有各种放射性尘埃的浓度，例如碘-131。所述这些有害气体和放射性尘埃过高的浓度严重威胁人们的健康和生命安全，在人民生活和工业生产实践中，实时、快速地监测这些物理量的数值并将它们准确、可靠地传送至本地电脑，进而至远方电脑贮存和进行分析判断，是十分必要的。 

Z-Wave是一种低速率、短距离的无线通信新技术，由丹麦公司Zensys所一手主导的无线组网规格，其核心微控制器采用六倍速8051系列的架构，搭配32KB的Flash ROM以及256KB的SRAM，使用的路由协议是Source Routing，是锁定家庭自动化平台的一种无线技术。Z-Wave具有低成本、低功耗、高可靠性、传输稳定性好、实时性好、能随其网络调整而迅速调整、网络适应性较强，方便进行产品安装的特点。Z-Wave非常适于在城乡家庭，实验室，农业大棚，部分工业场合等领域中使用。 

现有技术物理量监测多采用基于现场总线的监测装置，存在可移动性差、铺设线缆困难、线缆容易扯断等不足，特别是当用来检测危险场所时，存在安全隐患。 

【实用新型内容】

本实用新型要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种低功耗自组网遥感监测物理量的装置，用于监测并远程传送该装置所在地的环境参数，尤其是，该装置包括物理量采集处理单元、Z-wave核心单元、声光报警单元、直流供电源、存储器单元、编程接口及射频天线和匹配电路；所述Z-wave核心单元借助通用I/O接口分别与物理量采集处理单元、射频天线和匹配电路、存储器单元及编程接口实现双向连接，所述编程接口与存储器单元采用SPI接口实现双向连接，Z-wave核心单元的输出端与声光报警单元的输入端相连接；所述直流供电源为Z-wave核心单元提供合适电压的稳定电源。 

所述Z-wave核心单元20采用第三代Z-wave模组ZM3102N，模组软件系统版本为4.52。 

所述Z-wave核心单元20的硬件电路兼容第四代Z-wave模组ZM4102。 

所述物理量采集处理单元10与Z-wave核心单元20之间借助SPI接口进行数据通信及命令控制。 

所述SPI接口是三线制的，包括SCK/SDO/SDI三线。 

所述Z-wave核心单元20为SPI主端，物理量采集处理单元10为SPI从端。 

所述直流供电源40是两路电源任择其一的供电方式，一路为5.0V的标准迷你型USB接口供电，另一路为三节乾电池串联的4.5V供电。 

所述直流供电源40提供LDO方式的3.3V稳定电压，即由微型USB接口取得5.0V电压，经E1-FB3和C9C10高频滤波网络，再经C1-FB2高频滤波节，或直接从乾电池组经高频扼流圈FB1获得4.5V电压后，再经U1稳压集成电路及其输出端的C4-C5和C7滤波电容而获得稳定、纯净的3.3V电压。 

所述射频天线和匹配电路70中的射频天线是集成在印刷电路板上的微型平面天线。 

所述射频天线和匹配电路70中所需频点的输出阻抗为50Ω。 

所述存储器单元50是电可擦除可编程只读存储器E²PROM或者是内含闪存介质的快闪存储器Flash ROM。 

同现有技术相比较，本实用新型低功耗自组网遥感监测物理量的装置之有益效果在于：通过对Z-Wave模组的无线远程操作从而实现了本地和远程对该模组所在地物理量的监测。所述装置可应用于城乡家庭，实验室，农业大棚，部分工业场合等领域，具有低功耗、低成本、可用乾电池组供电，使用寿命长，以及体积小巧、安装简单、可以集成到需要一氧化碳浓度和温度监测的无线网络系统之中，也可以单独应用于需要一氧化碳浓度和温度监测的无线系统的特点。 

【附图说明】