[发明专利]基于ZigBee的压力传感器在线校准系统

权利要求书

1.基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：包含三个方面的内容，分别是下位机的数据采集、上位机的数据处理以及安卓APP的数据实时显示与报警，首先将温湿度传感器与多个压力传感器（1-1）连接到组网中，组网部分是由CC2530终端节点模块（1-2）和CC2530协调器（1-3）两部分组成，该系统采用传感器的自动组网技术，所使用的拓扑结构为星型结构，并以协调器作为整个组网系统的中心，通过WIFI模块（1-4）进行数据传输，运用计算机将使用的算法编写成程序并设计一个数据接收界面在上位机中（1-5）显示，以便进行后续的数据处理，使用基于Android开发运用java语言来编写安卓APP代码，用户可以下载登录APP（1-6）并连接上位机发出的信号，待连接成功后，会以折线图的形式实时显示各个压力传感器的信息状况。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：ZigBee的组网是运用CC2530开发板、IAR硬件开发环境以及Z-Stack协议栈作为开发平台，使用CC2530+Z-Stack的相关功能来设计的，使用星状拓扑结构来设计，使组网部分只有协调器和终端节点两种设备，会让采集前端比较简洁，可以根据所检测到的传感器数量来加入终端节点模块，扩大了其使用范围，这种拓扑结构以协调器作为整个组网系统的中心，组网系统中所有的终端节点都将采集到的数据发给协调器，之后再通过WIFI模块进行数据传输。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：本系统所设置多个同类型同型号的压力传感器其中也包括一个同类型的高精度压力传感器，设置温湿度传感器是用来采集压力传感器工作时的环境温度，将它们与组网的终端节点设备进行连接，校准系统使用到的高精度压力传感器，它的精度至少比普通压力传感器高出一到两个等级，使用这种布置方式能在进行数据处理时更加精确的检测出此时刻现场的压力数值，首先，将接收到的高精度传感器与普通传感器的数值进行对比分析，当其中一个传感器的数值曲线偏离高精度传感器数值曲线一定范围时就需要对此传感器进行校准标定，比较分析后再将剩下的传感器数据进行融合计算，所计算出来的数值会更加符合实际情况。

4.根据权利要求1所述的基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：在接收数据的上位机中进行数据处理，数据处理系统的总体设计流程如下：

（1）上位机与安卓APP同时接收协调器发送的数据，在进行数据处理时首先将每个传感器的数值与高精度传感器的数值进行比较，压力数值会在安卓APP中以折线图的形式显示变化；

（2）在数据比较之后若发现异常，用户会接到短信报警提示，说明该传感器超出设定的误差允许范围，锁定该传感器，然后就需要在上位机中进行数据处理；

（3）使用计算机对多个传感器包括高精度传感器的数据进行数值归一化处理后，再将处理后的数据进行储存；

（4）对归一化后的数据进行数据融合计算得到该环境下的决策值与校准系数； （5）根据校准系数对锁定的传感器与待校准传感器进行补偿，会得到一个较为精确的输出值，校准完成。

5.根据权利要求1所述的基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：连接ZigBee模块的压力传感器在发送信息时能做到启动和休眠交替工作，整个系统是通过使用太阳能电池板来提供动力的，ZigBee模块使用的是CC2530芯片，数据是否发送用到芯片的中断功能，当用户需要对传感器进检测时只需要对ZigBee模块发送指令，协调器就会判断是否通过WIFI模块进行数据的传输，做到了数据传输时的启动和休眠的工作状态。

6.根据权利要求1所述的基于ZigBee的压力传感器在线校准系统，其特征在于：基于ZigBee的压力传感器在线校准系统APP菜单栏（6-10）实现如下：

（1）登录界面，在此界面进行用户的登录，输入用户名及密码就会跳转到APP的连接界面；

（2）学习界面（6-110），学习界面包括传感器部分（6-111）、无线组网部分（6-112）以及软件开发部分（6-113），各个部分在连接到互联网之后，都可以链接到指定的学习资源网址，方便随时学习新知识；

（3）设备界面（6-120），设备界面主要是登录后将安卓APP与协调器进行连接，客户端则需要输入IP地址192.168.4.1，程序端口的输入框默认值为5000（6-121），待连接成功后就会在下方显示所连接的设备以及相关信息，并且传感器所接收到的压力值会以折线图（6-122）的形式显示，也可以根据检测场地的不同来添加设备数量（6-123）；

（4）我的界面（6-130），即个人管理界面，在本软件中，负责的是提供用户的个人服务，例如修改密码（6-131）、添加修改紧急联系人（6-132）、设置报警阈值（6-133）、介绍软件功能（6-134）以及注销账号（6-135）等。