[实用新型]一种基于蓝牙技术的局域工业环境气体监测节点

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种适用于工业局域环境气体监测的节点。该节点可以对工业生产企业或其他工业应用场合中局部区域内的气体进行数据监测与采集，并可以通过蓝牙通信的方式被移动智能设备等外部设备访问。

背景技术

近年来随着我国工业现代化的发展，工业环境监测及工业危害防治日益受到社会重视。在一些工业生产过程中，会产生并排放一些对人体有害的气体。用于工业生产的化工气体泄漏也会带来不良的后果。所以有必要对工业生产环境中的工业气体进行监测。尤其是在一些工业事故处理或应急处置当中，也需要快速地对环境中的工业气体的含量进行快速实时地监测。在对工业环境气体的监测中，局域监测十分重要。局域气体的监测值不仅可以用于分布式环境监测及数据采集，而且还可用于对特定位置的有侧重的独立观测。另外在对局域工业气体的环境监测中，往往还希望系统满足结构简单、布设方便、安置迅速、成本低廉、功耗低、无需外部供电及对移动智能设备支持度好等条件。

在对工业场合的气体监测中，多采用节点-上位机方式。节点负责监测数据的采集及发送，上位机负责数据的处理等。这一结构的好处是将复杂的后处理工作置于上位机中，这不仅可以简化节点的结构，也可以节省节点的成本、提升节点工作的可靠性。节点与上位机进行数据交互的方式可分为有线及无线两种方式。在有线方式中，节点利用CAN总线、RS485总线、以太网或FDDI光纤总线等方式与上位机进行通信。有线方式需要铺设线路，架设成本高、建设周期长、难以实现快速地布设与维护。近年来无线数据传输方式得到了蓬勃的发展。节点通过GPRS、3G、4G或者ZigBee等方式与上位机之间实现通信。但是如果采用GPRS、3G或者4G通信方式时，必须要有移动网络的支持。但是在一些工业场合中由于厂区位置或车间电磁干扰等因素难以接收到移动网络的信号或信号较差，这使得该类型的传输方式应用受限。另外基于移动网络的通信方式中通信模块的较高成本也是一个需要重视的问题。如果采用ZigBee为基础构建节点的数据传输通道，其难以与近年来蓬勃发展的移动智能设备兼容。如果要令节点发来的ZigBee数据被移动智能设备接收，则需要额外设立网关或服务器进行对应处理。这不仅增加了成本，而且还提高了系统复杂度。

近年来蓝牙技术得到了飞速的发展。随着蓝牙4.0/BLE规范的提出与应用，符合蓝牙4.0/BLE规范设备的设备功耗得到了较大程度的降低(在一些情况下使用纽扣电池即可工作数年之久)，其成本也得到了一定程度的下降。此外符合蓝牙4.0/BLE标准的设备还具有延迟低、有效连接距离长、支持AES-128加密与对移动智能设备支持好等优点，有望在无线监测领域得到较好的推广应用。近年来随着半导体技术与传感器技术的发展，低功耗嵌入式系统与具有较高集成度的气体传感器有望使工业环境气体监测的成本与集成度得到较大程度的优化。基于蓝牙4.0/BLE技术、低功耗嵌入式技术与新型气体传感器技术，可实现高集成度、布设方便、能耗低且对移动设备有较好支持的工业气体环境监测节点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是针对在工业场合中对局域环境区间上的工业气体含量进行监测的需求，通过监测节点采集工业上使用或排放的氧气、一氧化碳、环氧乙烷、氢气、硫化氢、二氧化氮、一氧化氮及二氧化硫八种气体的浓度，为小型化、智能化的工业环境气体监测提供工程化的支持。节点需能独立自主工作，并能够支持移动智能设备访问。此外该局域工业环境气体监测节点还需满足结构简单、布设方便迅速、低功耗及无需外部供电等要求。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是提供一种基于蓝牙技术的局域工业环境气体监测节点，其特征在于：包括

用于采集测量环境中气体的气体传感部分；

用于采集测量环境中温湿度的环境温湿度参数传感部分；

用于采集环境气压的环境气压传感部分；

用于读取各传感部分的采集数据，并进行存储和分析处理的核心处理部分；

用于实现核心处理部分与外部设备的数据传输的蓝牙通信部分；

用于给系统各部分提供不需要外部电源输入的稳定供电的系统供电部分。

优选地，还包括用于容纳系统各部分、防止其受潮的防水箱。

优选地，所述气体传感部分包括氧气传感器模块、一氧化碳传感器模块、环氧乙烷传感器模块、氢气传感器模块、硫化氢传感器模块、二氧化氮传感器模块、一氧化氮传感器模块及二氧化硫传感器模块。

优选地，所述环境温湿度参数传感部分为温湿度一体式传感器。