一种基于无线传感网络的火蔓延信息采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统，包括无线传感器节点、网关节点、监控中心和外围的手持终端设备，无线传感器节点通过无线传感网的方式与网关节点通信，网关节点与监控中心连接，手持终端设备通过无线传感网的方式与无线传感器节点通信；无线传感器节点实时收集火蔓延信息以无线的方式汇聚给网关节点，网关将数据传输至监控中心，另外手持终端设备实时查看任意节点的参数。系统使用了短距离无线通信协议IEEE802.15.4，并使用基于地理位置信息的GPSR路由协议，能够提升网络性能，确保信息采集系统通讯工作的完成。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一、
本技术涉及油罐区火蔓延预防及反演中的基于无线传感器网络的信息采集
，特别是一种基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统。二、
技术介绍
国民经济的高速发展，化工产品的消耗量迅猛增长，造成我国对石油的需要日益增强。随着我国能源战略的调整进行，石油作为国家重要能源，必须积极扩大其战略储备，建设大型原油储备基地。能源的发展必然带来一系列与之相随的消防安全问题，近年来，国内外油罐区火灾事故频发，造成重大人员伤亡和财产损失。据资料统计，在近50年时间里，国内外油品储罐共发生242起重大事故，其中震惊中外的黄岛油库火灾造成10多人死亡，直接经济损失超过3000万元，英国邦斯菲尔德油库火灾烧毁大型储罐20余座，直接经济损失高达35亿元。保证油罐区能源安全，对油罐区火蔓延信息采集系统的研宄显得尤为重要。无线传感器网络目前是国内外研宄的热点，它始于上世纪九十年代末期，最初应用在军事领域，用以获取详尽的战场信息以及协调军队之间的协同作战能力；在民用领域的应用，主要包括环境监测、医学应用等特定行业的应用。在当前以智能信息化为主题的现代科技变革中，无线传感器网由于在环境监测和灾害扑救等领域相比于有线传输的优势，受到国内外科研人员的高度重视。美国加州大学伯克利分校研发FireBug系统，该系统利用无线传感器网络对森林火险进行检测和监控。该系统由用于采集温度、湿度、和大气压力等环境数据的传感器组成。每个节点上有一个GPS定位器，通过基站和远程的数据库服务器通信，用户可通过网络浏览器与该服务器通信。该监控系统已处于实际应用阶段，性能令人满意。目前我国的储油罐监测大多还停留在人工方式，这种方式需花费大量的人力物力，而且监测周期时间长，不能实时进行，有的虽然安装了自动化监测系统，但监测精度普遍不高，且市场上很少有专门用于储油罐火灾信息采集系统。三、
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种针对油罐区安全的基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统，该信息采集系统利用布置在油罐区的传感器节点准确地采集跟火蔓延相关的信息，并将信息通过无线传感器网络快速地传给控制中心，为分析和判断火情、实施灭火救援以及推测火源位置等工作提供有力的支持。实现本技术目的的技术解决方案为:一种基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统，包括无线传感器节点、网关节点、监控中心和外围的手持终端设备，无线传感器节点通过无线传感网的方式与网关节点通信，网关节点与监控中心连接，手持终端设备通过无线传感网的方式与无线传感器节点通信；无线传感器节点实时收集火蔓延信息以无线的方式汇聚给网关节点，网关将数据传输至监控中心，另外手持终端设备实时查看任意节点的参数。所述无线传感器节点包括通过接插件接口连接的传感器板和控制电路板，其中传感器板包括温度检测模块、湿度检测模块、烟雾检测模块、可燃气体检测模块、CO检测模块、0)2检测模块，控制电路板包括第一电源模块、LPC1225最小系统模块、CC2530最小系统模块，第一电源模块为无线传感器节点中的其他模块提供电源，LPC1225最小系统模块、第一CC2530最小系统模块之间以串口的方式直连，第一 CC2530最小系统模块通过无线传感网的方式与网关节点通信。所述网关节点包括第二电源模块、第二 CC2530最小系统、RS232串口，第二 CC2530最小系统接收来自无线传感器节点的信息，然后通过RS232串口传递给监控中心。所述手持终端设备包括第三电源模块、按键模块、第三CC2530最小系统和显示模块，第三电源模块为手持终端设备提供电源，按键模块与第三CC2530最小系统的I/O 口连接，显示模块的数据线和控制信号线与第三CC2530最小系统的I/O 口连接。实现本技术目的的技术解决方案为:(I)油罐区的储油罐与网络中的节点对应，实时采集CO、C02、可燃气体、温度、湿度等信息，为油罐区火蔓延预防、反演等研宄提供依据与支持；(2)无线传感器网络作为主要信息传递方式不仅解决了有线系统安装成本高、维护困难等问题，也提高了报警网络的安全性；(3)基于地理位置的GPSR路由协议相比传统路由协议有效地缩短传递中继的路由跳数，缩短了传递时延，提高网络性能。四、【附图说明】图1为基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统的总体结构图。图2为无线传感器节点结构图。图3为网关节点结构图。图4为手持终端结构图。图5为TinyOS上GPSR协议的实现流程。五、【具体实施方式】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术作进一步详细描述。参见图1，本技术里面提供的信息采集系统包括布置在油罐区的无线传感器节点1、网关节点2、监控中心3和外围的手持终端设备4，无线传感器节点I通过无线传感网的方式与网关节点2通信，网关节点2与监控中心3连接，手持终端设备4通过无线传感网的方式与无线传感器节点I通信；无线传感器节点I实时收集火蔓延信息以无线的方式汇聚给网关节点2，网关将数据传输至监控中心3，另外手持终端设备4实时查看任意节点的参数。结合图2，所述无线传感器节点I包括通过接插件接口连接的传感器板和控制电路板，其中传感器板包括温度检测模块1-1、湿度检测模块1-2、烟雾检测模块1-3、可燃气体检测模块1-4、CO检测模块1-5、0)2检测模块1-6，控制电路板包括第一电源模块1-7、LPC1225最小系统模块1-8、CC2530最小系统模块1_9，第一电源模块1_7为无线传感器节点I中的其他模块提供电源，LPC1225最小系统模块1-8、第一 CC2530最小系统模块1_9之间以串口的方式直连，第一 CC2530最小系统模块1-9通过无线传感网的方式与网关节点2通信。无线传感器节点I中电源模块1-7给系统中LPC1225最小系统模块1_8、第一 CC2530最小系统模块1-9、温度检测模块1-1、湿度检测模块1-2、烟雾检测模块1-3、可燃气体检测模块1-4、CO检测模块1-5、0)2检测模块1-6提供不同的电压支持。控制器板采用双CPU的设计，LPC1225最小系统模块1-8选用恩智浦NXP32位ARM微控制器芯片LPC1225做主控芯片，而第一 CC2530最小系统模块1-9选用了 TI片上系统(SoC) ZigBee解决方案CC2530，它们之间以串口的方式直连，共同操作温当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线传感器网络的火蔓延信息采集系统，其特征在于，包括无线传感器节点(1)、网关节点(2)、监控中心(3)和外围的手持终端设备(4)，无线传感器节点(1)通过无线传感网的方式与网关节点(2)通信，网关节点(2)与监控中心(3)连接，手持终端设备(4)通过无线传感网的方式与无线传感器节点(1)通信；无线传感器节点(1)实时收集火蔓延信息以无线的方式汇聚给网关节点(2)，网关将数据传输至监控中心(3)，另外手持终端设备(4)实时查看任意节点的参数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕明，周凯，庄相如，李松霖，王琛，郭晓丹，高文昀，郑技平，王均波，李曼，黄阅，崔乐，张捷，左建，
申请(专利权)人：北方信息控制集团有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32