[发明专利]一种复杂环境条件下多传感器感知节点

说明书

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，特别是一种复杂环境条件下多传感器感知节点。

背景技术

在一些作业环境比较复杂的地区（如矿山，井下，隧道等），有线通信网络无法达到一些区域，有线的监测点无法全方位监测关键区域的灾害信息，无线传感器节点的出现有效地解决了有线通信网络存在“盲区”的问题，实现了对工作面的关键区域的全面通信覆盖。无线传感器网络是新兴的研究领域，有着巨大的潜在应用前景，无线传感器节点的设计和管理为复杂环境下的数据采集提供了新的方法。

Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议，主要用于近距离、低功耗的双向无线通讯，其可工作在2.4GHz的效率上，传输距离在10-75m范围内。Zigbee技术采用自组织网的方式与周围的节点进行通信，以接力的方式通过电波将数据从一个传感器传到另一个传感器。Zigbee协议充分考虑了无线传感器网络应用的需求，具有设备省电，通信可靠，网络自组织，成本低，容量大等特点，特别适合于低功耗场合。

传统的无线传感器网络节点功能单一，采集的数据有限，不能够实现综合环境的多数据采集，无法全面的获得所监测环境的信息，不利于确保工作区域的安全性，并且存在处理速度慢、功耗高、抗干扰能力低、成本昂贵等问题。

发明内容

    为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种复杂环境条件下多传感器感知节点，解决目前无线传感器网络节点功能单一、数据监控不全面、无法全面获得所监测环境的信息问题，能够实现当前环境下的温度、空气湿度、氧气浓度、甲烷浓度、一氧化碳浓度和大气压力数据的采集，通过无线自组网传送数据，它不但可以用在一般场所，而且

可以用在矿山、井下、隧道等特殊要求的场所。

本发明是以如下技术方案实现的：一种复杂环境条件下多传感器感知节点，包括微处理器模块，分别与微处理器模块连接的传感器模块、Micro SD Card存储器、RTC时钟模块、电源电路模块和Zigbee无线收发模块，微处理器模块统一控制和调用各模块，实现当前环境下的温度、空气湿度、氧气浓度、甲烷浓度、一氧化碳浓度和大气压力数据的采集，以及数据实时的处理和传输，并通过无线方式传送数据。

 本发明型的有益效果是：利用多种传感器芯片，采集当前环境下的多种数据参数，通过Zigbee无线收发模块最终将数据传送到监控中心，使得监控人员可以对数据采集区域的环境有一个比较全面的认识，有利于确保监测区域的安全性和突发情况的处理，确保监测区域的安全性；利用无线传输数据，实现全面的通信覆盖，具有成本低、体积小、功耗低等特点，能够满足复杂环境下的长期使用，具有广阔的市场前景。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1为本发明的硬件框图；

图2为本发明工作的系统整体架构图；

图3为本发明的硬件连接关系图；

图4为本发明的工作模式转换图；

图5为本发明的中断请求硬件连接图。

具体实施方式

如图1所示，一种复杂环境条件下多传感器感知节点由微处理器、传感器模块、Micro SD Card存储器、RTC时钟模块、电源电路模块和Zigbee无线收发模块组成。微处理器统一对各模块的片选及读写控制，实现当前环境下的温度、空气湿度、氧气浓度、甲烷浓度、一氧化碳浓度和大气压力数据的采集，以及数据实时的处理和传输，并通过无线方式传送数据，确保监控区域的安全性。节点采用能量均衡的路由协议，以无线自组织形式构成网络，数据通过多跳的中继方式传送到汇聚节点。

传感器模块包括温度传感器、湿度传感器、一氧化碳浓度传感器、氧气浓度传感器、甲烷浓度传感器和大气压力传感器，能够实现当前环境下的温度、空气湿度、氧气浓度、甲烷浓度、一氧化碳浓度和大气压力数据的采集和发送。