一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統的製作方法

2023-10-04 03:48:24

一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，子站與噪聲傳感器及處理模塊、CF卡、按鍵及顯示屏、其他模擬量、中心站相連，噪聲傳感器及處理模塊通過RS232串口線與子站連接，其他模擬量通過A／D轉換與子站連接，子站通過ZigBee傳輸模塊與中心站連接。本系統基於ZigBee／GPRS無線連接，在任何地方都可以設置，甚至可以放置在運動中的交通工具上實現運動監測；通過遠距離無線通訊，監測中心和各監測子站總是處於實時在線連接狀態，各子站數據在規定的時間內自動傳送到達監測中心；可以在整個城市的城區部署，適用於監測較大範圍內的汙染狀況。
【專利說明】-種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統

【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種噪聲監控系統，具體的說是一種使用ZigBee無線通訊的噪 聲監控系統。

【背景技術】
[0002] 目前市場上的環境產品都是基於有線連接的。由於長距離布線的困難和高昂的成 本，大部分在線實時監測系統都是小範圍的和固定的。因此，只能用於單個的工廠、車間、工 地，無法在城區大量部署。 實用新型內容
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是克服現有的缺陷，提供了一種使用ZigBee無線 通訊的噪聲監控系統，能夠實現多點自組網和遠程監控。
[0004] 為了解決上述技術問題，本實用新型提供了如下的技術方案：
[0005] -種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，包括子站、噪聲傳感器及處理模塊、 CF卡、按鍵及顯示屏、其他模擬量與中心站，子站與噪聲傳感器及處理模塊、CF卡、按鍵及 顯示屏、其他模擬量、中心站相連，噪聲傳感器及處理模塊通過RS232串口線與子站連接， 其他模擬量通過A / D轉換與子站連接，子站通過ZigBee傳輸模塊與中心站連接。
[0006] 進一步地，子站採用內嵌入ARM處理器。
[0007] 進一步地，ARM處理器為STM32系列微控制器。
[0008] 進一步地，CF 卡為 12G 的 SST48CF096。
[0009] 進一步地，按鍵及顯示屏採用彩屏觸摸模塊，液晶屏是4. 3英寸IXD模組，解析度 為 480*272,8bit 面板。
[0010] 進一步地，RS232串口採用GM8125進行串口擴展。
[0011] 進一步地，子站與中心站之間通過實時時鐘DS1284進行時間同步。
[0012] 進一步地，當ZigBee網絡傳輸發生錯誤時，子站通過GPRS傳輸模塊與中心站連 接。
[0013] 本實用新型一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，基於ZigBee / GPRS無線 連接，在任何地方都可以設置，甚至可以放置在運動中的交通工具上實現運動監測；通過遠 距離無線通訊，監測中心和各監測子站總是處於實時在線連接狀態，各子站數據在規定的 時間內自動傳送到達監測中心；可以在整個城市的城區部署，適用於監測較大範圍內的汙 染狀況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，並且構成說明書的一部分，與本實用 新型的實施例一起用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的限制。在附圖中：
[0015] 圖1是本實用新型一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統的整體結構框圖。

【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優 選實施例僅用於說明和解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0017] 如圖1所示一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，包括子站1、噪聲傳感器及 處理模塊2、CF卡3、按鍵及顯示屏4、其他模擬量5與中心站6,子站1採用內嵌入ARM處 理器，子站1與噪聲傳感器及處理模塊2、CF卡3、按鍵及顯示屏4、其他模擬量5、中心站6 相連，噪聲傳感器及處理模塊2通過RS232串口線與子站1連接，其他模擬量5通過A / D 轉換與子站1連接，子站1通過ZigBee傳輸模塊與中心站6連接，當ZigBee網絡傳輸發生 錯誤時，子站1通過GPRS傳輸模塊與中心站6連接。
[0018] 本實用新型一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，工作原理：噪聲傳感器及 處理模塊2感知噪聲將噪聲模擬量直接轉換成數字量，通過RS232串口直接傳送到子站1。 增加其他測量設備，通過A / D轉換，還可以監測別的物理量。按鍵及顯示屏4用於控制和 顯示，直接觀察ARM處理器的工作狀態，方便用戶調試。大容量CF卡3能存儲大量數據，保 留備份，提高數據的準確率，在接到中心站6數據傳輸指令後，及時的數據發送出去，並保 留備份，防止因傳輸中斷或數據丟失造成不必要的損失。子站1和中心站6之間可以通過 ZigBee網絡通訊，GPRS為備用通訊線路，當ZigBee網絡傳輸發生錯誤時，報告錯誤，自動切 換到GPRS傳輸。
[0019] 本實用新型一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其中處理器：ST的 STM32系列微控制器基於32位Cortex-M3RISC CPU。存儲擴展：Flash，SDRAM，CF卡。 Flash 選用 SST39VF1601，容量為 1MX 16bit，速度為 70ns。SDRAM 選用 256KX 16bits 的IS61LV25616AL10T。工作頻率可以達到100MHz以上，存儲容量為8MB，工作電 壓為3. 3V，16位數據寬度。CF卡採用SST48CF096 ;容量最大可到126 ;封裝小：為 36·4mmX42·8mmX3·3mm;支持5V和3·3V讀寫模式；PC模式ATA接口和TrueIDE接口； 通過16位數據總線與CPU交換數據。串口擴展：採用GM8125。GM8125可以將一個全雙工 的標準串口擴展成5個標準串口，並能通過外部引腳控制串口擴展模式。最高波特率支持 20Mbps。工作電壓範圍寬（2.3-6. 7V);與標準串口通訊格式兼容，TTL電平輸出；輸出波特 率誤差小於0.2%，輸入波特率誤差要求小於2. 8%。每bit採樣16次，數據正確性高。實 時時鐘：DS1284。在系統中為中心站與子站間時間同步，生成子站向中心站發送數據的時間 戳，並防止程序進入異常狀態或死機必須增加看門狗電路，在發生異常時復位系統。本設計 採用DALLS的DS1284實時時鐘帶看門狗晶片完成上述工作。最小時間單位是1 / 100秒， 可產生秒、分、小時、天、月、年等時間單位，計時誤差不超過1分/月。乙太網接口 ：系統採 用ENC28J60物理接口晶片，該晶片採用SPI接口，接口簡單易用，適合做嵌入式應用，且可 自適應工作在10M / 100M狀態。人機互動界面：彩屏觸摸模塊。為了獲得較好的顯示效果， 液晶屏4. 3英寸LCD模組，解析度為480*272,8bit面板。ZigBee無線通信：採用ZigBee 傳輸模塊，它的性能特點：最大傳輸距離：2模塊間無障礙2000米；串口應用靈活：RS232 / 485 / TTL數據接口，最高波特率115200;發送模式靈活：廣播發送或目標地址發送模式 可選；節點類型靈活：中心節點、路由節點、終端節點可通過跳線選擇；組網能力較強：星型 網、樹型網、鏈型網、網狀網；網絡容量較大：16信道可指定或自動選擇，255個網絡ID任意 設置；超低功耗選擇：控制SLEEP引腳，進入或退出低功耗模式；單幀最大數據：256位元組。 GPRS無線通信：採用GPRS傳輸模塊。是專門用於將串口數據轉換為IP數據或將IP數據 轉換為串口數據通過無線通信網絡進行傳送的無線終端設備。GPRS DTU就是用GPRS網絡 來傳輸數據的設備，它採用工業級嵌入式處理器，內嵌TCP / IP協議棧。為用戶提供高速， 穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換的虛擬專用網絡。是專門用於將串口數據轉換 為IP數據或將IP數據轉換為串口數據通過無線通信網絡進行傳送的無線終端設備。GPRS DTU就是用GPRS網絡來傳輸數據的設備，它採用工業級嵌入式處理器，內嵌TCP / IP協議 棧。為用戶提供高速，穩定可靠，數據終端永遠在線，多種協議轉換的虛擬專用網絡GPRS DTU-RS232RS485數據通過GSM無線網絡聯網透傳設備，只需要一張開通GPRS的SM卡，簡 單設置參數，就可以將串口輸入透明傳輸到公網固定IP或者域名的主機上，並可以接受服 務器的反饋命令。
[0020] 本實用新型一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，具有可移動性，本系統基 於ZigBee / GPRS無線連接，在任何地方都可以設置，甚至可以放置在運動中的交通工具上 實現運動監測，這是絕大部分同類產品都不具備的優勢；具有24小時無間斷在線監測和實 時報告，通過遠距離無線通訊，監測中心和各監測子站總是處於實時在線連接狀態，各子站 數據在規定的時間內自動傳送到達監測中心，比單機測量的監控產品有極大的優勢；具有 便於大量部署，目前市場上絕大部分在線環境監測系統都是基於有線連接的，由於長距離 布線的困難和高昂的成本，大部分在線實時監測系統都是小範圍的和固定的，只能用於單 個的工廠，車間，工地，無法在城區大量部署，本系統則可以在整個城市的城區部署，適用於 監測較大範圍內的汙染狀況。
[0021] 最後應說明的是：以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本 實用新型，儘管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員 來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵 進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均 應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1. 一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，包括子站、噪聲傳感器及處理模塊、CF 卡、按鍵及顯示屏、其他模擬量與中心站，其特徵在於：所述子站與所述噪聲傳感器及處理 模塊、所述CF卡、所述按鍵及顯示屏、所述其他模擬量、所述中心站相連，所述噪聲傳感器 及處理模塊通過RS232串口線與所述子站連接，所述其他模擬量通過A / D轉換與所述子 站連接，所述子站通過ZigBee傳輸模塊與所述中心站連接。
2. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述子站採用內嵌入ARM處理器。
3. 根據權利要求2所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述ARM處理器為STM32系列微控制器。
4. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述 CF 卡為 12G 的 SST48CF096。
5. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述按鍵及顯示屏採用彩屏觸摸模塊，液晶屏是4. 3英寸IXD模組，解析度為480*272,8bit 面板。
6. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述RS232串口採用GM8125進行串口擴展。
7. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：所 述子站與所述中心站之間通過實時時鐘DS1284進行時間同步。
8. 根據權利要求1所述的一種使用ZigBee無線通訊的噪聲監控系統，其特徵在於：當 ZigBee網絡傳輸發生錯誤時，所述子站通過GPRS傳輸模塊與所述中心站連接。
【文檔編號】G08C17/02GK203881437SQ201420126226
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2014年3月14日
【發明者】倪偉, 楊英, 郭彥鋒, 張繼潘, 李寧 申請人:無錫矽奧科技有限公司