[发明专利]一种基于水体环境监测的无线网关节点及方法

说明书

本发明公开了一种基于水体环境监测的无线网关节点及方法，包括无线传输模块、微处理器、信号收发模块以及温差发电自供电模块，其中：所述微处理器输入端与无线传输模块相连接，输出端与信号收发模块相连接，所述温差发电自供电模块分别与无线传输模块、微处理器及信号收发模块相连，通过微处理器发送指令给无线采集节点，并通过无线传输模块接收无线采集节点传送的数据，再发送至微处理器实现数据的融合处理，微处理器与对外数据的传递通过信号收发模块实现，且该微处理器能够在低电压下以超低功耗状态工作，此外，整个无线网关节点的电源通过温差发电自供电模块来提供，可以实现水体环境在线、无人值守检测的实际需求，性能可靠，绿色环保。

技术领域

本发明属于水体环境监测技术领域，具体涉及一种基于水体环境监测的无线网关节点及方法。

背景技术

随着时代的不断发展，环境问题得到人们的重视，尤其是水污染。为了能时刻掌握某一区域的水质情况，人们往往都会对水环境进行长时间、不间断地水体监测工作。

目前已有水质指标检测设备体积较大、检测耗时较长、价格昂贵,尤其是不能满足在线、无人值守检测的实际需求。而水环境监测无线传感节点正好可以解决现有水质指标检测设备面临的技术问题。网关节点是水环境监测无线传感节点的重要环节，负责无线传感网的控制和管理功能，实现数据的融合处理，连接无线传感网与外部网络，实现两种协议之间的通信协议转换，同时还负责发布监测终端的任务，并把收集的数据转发到远程监测中心。

故此，如何提供一种高可靠、低功耗的基于水体环境监测的无线网关节点及方法，成了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

故此，本发明的目的在提供一种基于水体环境监测的无线网关节点及方法，用以实现水体环境在线、无人值守检测时，性能可靠，绿色环保。

一方面，本发明提供一种基于水体环境监测的无线网关节点，包括无线传输模块、微处理器、信号收发模块以及温差发电自供电模块，其中：所述微处理器输入端与无线传输模块相连接，输出端与信号收发模块相连接，所述温差发电自供电模块分别与无线传输模块、微处理器及信号收发模块相连。

作为进一步的改进，所述微处理器为低功耗中央微处理器，对多组监测数据信号进行集中分析，并按预定程序进行数据预处理。

作为进一步的改进，所述信号收发模块为GPRS模块，所述GPRS模块通过微处理器的串口驱动，并通过AT指令控制，若GPRS模块在1分钟内无数据收发，则将自动进入休眠状态。

作为进一步的改进，所述温差发电自供电模块包括温差发电装置和电能管理模块，其中，所述电能管理模块包括电能管理电路、电能转换电路和电能存储器件，所述电能转换电路与温差发电装置的TEG相连，所述电能存储器件分别与电能转换电路、电能管理电路和无线网关节点相连。

作为进一步的改进，所述电源管理电路包括起动电路、主电路、开关电路、反馈电路和储能器件，所述起动电路与主电路相通并分别与温差发电装置的TEG相连，所述开关电路分别与起动电路、主电路和反馈电路相通，所述反馈电路分别与起动电路和主电路相通，所述主电路与储能器件相连，所述起动电路为主电路的启动提供初始电压；所述主电路实现低输入电压到高输出电压的高效率转换；所述开关电路控制主电路开启与关闭，并通过方波的形式调节输出；所述反馈电路用于关闭起动电路及确保开关电路的工作。

作为进一步的改进，所述温差发电装置包括透明罩、集热板、隔热层、支撑板、散热部件和泡沫浮垫，所述支撑板设置于透明罩的底部，并与透明罩形成封闭空间，所述集热板设置于所述封闭空间内，所述集热板底部贴设有TEG，所述散热部件通过TEG支撑件与所述TEG相连，所述TEG与集热板相连的一端为热端，其与散热部件相连的一端为冷端，所述集热板底部还设置有隔热层，所述隔热层位于集热板与支撑板之间，所述泡沫浮垫安装于支撑板的底部。