[发明专利]基于无线传感器网络的分布式钧瓷窑温监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于无线传感器网络的分布式钧瓷窑温监测系统，具体地说涉及一种适用于分布式钧瓷窑温环境参数的在线监控系统及温度控制的方法，属于智能监控领域。

背景技术

当前智能监控系统设计在国际上备受关注，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，推动了智能控制系统发展。智能控制系统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。

温度控制是现代控制技术的一大重要组成部分，许多物理化学反应过程都和温度有着密切关系。钧瓷高温窑是温度控制需求较高的地方，自古便有“神仙烧窑红，十窑九不成”之说，就是用来描述钧瓷烧制难度之大。钧瓷器物上呈现的窑变色泽，不仅受原料、燃料、釉料等内在条件的影响，还受温度、风向、气候等外界自然条件的影响，其中尤其对温度要求甚高，以往烧制钧瓷多是人为凭借烧制经验来调节温度，烧制成功率不高，如果能够将最佳的经验温度数据加以保存，在后续的烧制中，由设备自动调节实际温度，让其不断逼近最佳经验温度，实现钧瓷窑温的实时监控，就可以大大提高钧瓷烧制的成功率。

近年来，无线传感网络技术正在蓬勃发展，将无线传感器网络技术应用于环境监测是热点之一，由于无线传感器网络的自组织特性和节点设计的微型化、低成本和低功耗，将无线传感器网络技术应用于钧瓷窑温环境数据采集中，可以实现对环境中温度参量的多点同时采集，能够更好的监测整个瓷窑各点的温度变化趋势，从而很好的控制窑瓷烧制过程中的温度值，提高窑瓷烧制的成功率，实现钧瓷烧制的科学化管理。

发明内容

本发明的目的是针对现有陶瓷烧制过程中温度参量监测技术的不足，而提供一种多点监测、组网灵活的基于无线传感器网络的分布式钧瓷窑温监测系统及温度控制的方法，实现陶瓷窑烧制过程中温度监测和智能调整与控制。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：提供一种基于无线传感器网络的分布式钧瓷窑温监测系统，包含监控中心和多个无线传感器网络节点，所述的监控中心由本地监控中心与远程监控中心组成，本地监控中心通过因特网与远程监控中心连接；所述的无线传感器网络节点分为温度传感器节点、路由器节点和网关节点，节点之间相互连接组成无线传感器网络，多个无线传感器网络节点分布在瓷窑周围，用于完成温度数据的采集和发送，并根据设定温度值调节窑内温度；路由器节点用于完成路由寻址功能；网关节点负责收集各温度传感器节点发送来的温度数据，并将收集到的温度数据发送给监控中心，还负责从监控中心获得数据采集命令；并将监控中心的命令发送给各个节点；本地监控中心接收网关节点传送的网络温度数据包，完成对窑温的监控，及通过分析网关节点发送的数据包实时地绘制窑内温度三维分布图。

本发明所述的温度传感器节点由温度传感器功能模块、控制与通信模块和电源模块组成，温度传感器功能模块由热电偶和信号处理电路组成；温度传感器节点的控制与通信模块由AD转换电路、温控驱动电路、主处理器模块和无线通信模块组成，温控驱动电路的输出连接到温控设备，无线通信模块的输出信号连接到天线，同时无线通信电路可接收和解析来自天线的信号；电源模块由电池和直流变压电路组成，为温度传感器功能模块和控制与通信模块供电。

本发明所述的路由器节点由控制与通信模块和电源模块组成，控制与通信模块由主处理器模块和无线通信模块组成，无线通信模块的输出信号连接到天线，同时无线通信模块可接收和解析来自天线的信号；电源模块由电池和直流变压电路组成，为控制与通信模块供电。

本发明所述的网关节点由控制与通信模块和电源模块组成，控制与通信模块由无线通信模块、主处理器模块和串口通信模块组成，无线通信模块连接天线，串口通信模块连接本地监控中心；电源模块由电池和直流变压电路组成，为控制与通信模块供电。

本发明还提供一种应用上述基于无线传感器网络的分布式钧瓷窑温监测系统的温度控制方法，按如下步骤操作；