地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置製造方法
2023-06-14 05:24:16
地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置製造方法
【專利摘要】地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置，涉及一種網絡終端裝置，其特徵在於，所述裝置包括可充電電池的主機，鞭狀天線，以及配套的18種可供選擇的傳感器模塊；主機外殼為長方形，外殼上設有開關、傳感器接口、天線接口，充電接口、調試接口、2×2鍵盤、指示燈；主機內裝有主電路板，主電路板由充電電路、穩壓電路、無線收發電路、傳感器接口電路、鍵盤電路、顯示電路、時鐘電路和CPU組成；充電電路與主機外殼上的充電接口相連，其輸出連接電池兩極；穩壓電路經過開關與電池相連；通過在主機上安裝不同的傳感器模塊，可以實現採集溫度、溼度等不同環境信息的功能。採集到的信息可以通過無線區域網上傳匯總。
【專利說明】地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種網絡終端裝置，特別是涉及一種地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置。
【背景技術】
[0002]當前地鐵環境監測系統主要是以環境與設備監控系統BAS為核心，以電力監控系統SCADA為基礎，以列車自動控制ATC系統為輔助。由於集成度不高，導致綜合監控系統的聯動性不夠強。當前地鐵安全環境的監測系統主要採用人工監測以及有線傳感器來實現，人工監測主要依靠經驗，存在較大的不確定性，而且難以主動、實時、可靠地感知正在變化的環境信息；而有線傳感器監測方式，不僅成本高，施工複雜，在實際安裝中還需要考慮布線、位置等諸多問題，而且後續維護的開支也比較大。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在於提供一種地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置，通過在主機上安裝不同的傳感器模塊，可以實現採集溫度、溼度等不同環境信息的功能。採集到的信息可以通過無線區域網上傳匯總。
[0004]本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的:
[0005]該終端包括內含可充電電池的主機，鞭狀天線，以及配套的18種可供選擇的傳感器模塊。主機外殼為長方形，外殼上設有開關、傳感器接口、天線接口，充電接口、調試接口、2 X 2鍵盤、指示燈。主機內裝有主電路板，主電路板由充電電路、穩壓電路、無線收發電路、傳感器接口電路、鍵盤電路、顯示電路、時鐘電路和CPU組成。充電電路與主機外殼上的充電接口相連，其輸出連接電池兩極，使用者可以通過充電電路為電池充電；穩壓電路經過開關與電池相連，其輸出口連接主板上的電源總線為整個主板提供電源；無線收發電路一端與機殼上的天線接口相連，另一端連接CPU的無線收發引腳，通過無線收發電路CPU可以接收和發送無線數據；系統的CPU選用德州儀器公司的無線處理器CC2530，該處理器具有工業標準增強型8051內核併集成有高性能射頻收發器；CPU通過傳感器接口電路與主機殼上的傳感器接口相連，安裝上配套的傳感器CPU就可以採集相應的環境信息；CPU通過鍵盤電路和顯示電路分別連接主機殼上的2X2鍵盤和3個指示燈用戶可以通過鍵盤對系統進行設定，通過指示燈觀察系統運行狀態；時鐘電路用於無線區域網時鐘同步，CPU可以通過該電路直接讀取網絡時間。
[0006]本實用新型的優點與效果是:
[0007]本裝置通過在主機上安裝不同的傳感器模塊，終端可以實現對溫度、溼度等不同環境信息進行採集的功能。主機具有內置天線可以實現一定距離的無線通訊，通過加裝外置的鞭狀天線可以進一步增強其無線通訊能力使通訊距離更遠，信號更穩定。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0009]圖2為本實用新型的系統結構框圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0011]圖中附件:I為矩陣鍵盤，2為主機體，3為指示燈，4為天線接口，5為鞭狀天線，6為電源開關，7為傳感器模塊接口，8為傳感器模塊，9為充電接口。
[0012]如圖1所示，本實用新型為一種低功耗、高可靠性的無線傳感器網絡終端。該終端包括主機2、鞭狀天線5和傳感器模塊8。主機2的前面板上有按鈕4個組成2X2矩陣鍵盤I用來實現手動復位等功能；在鍵盤上方有三個指示燈3，指示燈顏色為紅、綠、黃分別指示電源、聯網是否正常，是否有數據收發，若電源正常則紅燈亮、聯網正常則綠燈亮、有數據收發則黃燈亮；在主機2前面板的右半部分設有一對傳感器模塊接口 7，用來連接傳感器模塊8，與本終端配套使用的有18種傳感器模塊，其接口標準均符合接口 7 ;在主機箱右側面設有I個電源開關6和I個充電接口 9，電源開關用來控制終端是否工作，充電接口用來給內部的可充電電池充電，充電標準電壓為5V直流；在主機上方設有一個鞭狀天線接口 4用以連接鞭狀天線5來增強無線通訊性能。
[0013]每個終端工作的具體流程如下:首先是把電源開關6撥到ON的位置，系統開機，此時三個指示燈中紅色指示燈點亮，代表終端供電正常；在網絡信號良好的情況下，開機幾秒鐘以後綠色指示燈會點亮代表終端加入網絡，之後終端進行周期性數據採集。採集過程為:CPU通過傳感器接口電路控制傳感器模塊採集對應的環境信息，對信息進行初步處理後CPU點亮黃色指示燈同時將信息通過無線收發電路由天線發送到無線網絡信息匯集節點，發送完畢後黃色指示燈熄滅，終端進入休眠以節能，達到休眠周期後系統甦醒進行下一周期的信息採集。
[0014]在有配套的無線區域網覆蓋的區域內，布置合適數量的本無線傳感器網絡終端，在終端上加裝所需採集信息對應的傳感器即可以無線方式採集所需的環境信息。本實用新型的無線收發模塊、傳感器模塊均為可拆卸模塊，可以通過裝配不同的傳感器模塊而實現不同的信息採集功能，也可以使用相同的模塊替換掉工作異常或達到使用壽命的模塊來保證系統正常運行。本實用新型配套的傳感器模塊包括溫度傳感器模塊、溼度傳感器模塊、亮度傳感器模塊、氣壓傳感器模塊、液體壓力傳感器模塊、流量傳感器模塊、雨滴傳感器模塊、可燃氣體傳感器模塊、有毒氣體傳感器模塊、三軸加速度傳感器模塊、角速度傳感器模塊、振動傳感器模塊、霍爾傳感器模塊、GPS傳感器模塊、超聲波測距傳感器模塊、圖像傳感器模塊、紅外體溫傳感器模塊和土壤溼度傳感器模塊。
【權利要求】
1.地鐵環境感知無線傳感器網絡終端裝置，其特徵在於，所述裝置包括可充電電池的主機，鞭狀天線，以及配套的18種可供選擇的傳感器模塊；主機外殼為長方形，外殼上設有開關、傳感器接口、天線接口，充電接口、調試接口、2X2鍵盤、指示燈；主機內裝有主電路板，主電路板由充電電路、穩壓電路、無線收發電路、傳感器接口電路、鍵盤電路、顯示電路、時鐘電路和CPU組成；充電電路與主機外殼上的充電接口相連，其輸出連接電池兩極；穩壓電路經過開關與電池相連；無線收發電路一端與機殼上的天線接口相連，另一端連接CPU的無線收發引腳；CPU通過鍵盤電路和顯示電路分別連接主機殼上的2X2鍵盤和3個指示燈； 所述主機具有內置天線； 配套的傳感器模塊包括溫度傳感器模塊、溼度傳感器模塊、亮度傳感器模塊、氣壓傳感器模塊、液體壓力傳感器模塊、流量傳感器模塊、雨滴傳感器模塊、可燃氣體傳感器模塊、有毒氣體傳感器模塊、三軸加速度傳感器模塊、角速度傳感器模塊、振動傳感器模塊、霍爾傳感器模塊、GPS傳感器模塊、超聲波測距傳感器模塊、圖像傳感器模塊、紅外體溫傳感器模塊和土壤溼度傳感器模塊。
【文檔編號】H04W84/18GK203982563SQ201320819464
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2013年12月13日 優先權日:2013年12月13日
【發明者】原忠虎, 韓曉微, 王楠, 華文武, 於秀珍 申請人:瀋陽大學