一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，包含监控终端、汇聚节点以及由多个用于检测环境风速的传感器节点组成的无线传感器网络，所述无线传感器网络用于将采集的风速参数经过汇聚节点汇总进而上传至监控终端；所述传感器节点包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块和电源模块，所述无线通信模块包含MCU模块以及与其连接的天线，本发明专利技术通过将多个用于检测环境风速的传感器节点组成的传感器网络，实时完成对空气风速测量的各项参数实时监测。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种空气流速检测装置，尤其涉及一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，属于风速检测控制领域。
技术介绍
风速检测在环保气象、工业设备、采矿安全、卫生保健等诸多领域都具有十分重要的意义。随着我国风力发电事业的发展、检测技术的进步以及人们对环境要求的提高，人们对检测仪器的测量精度和功能的要求越来越高。风速传感器是用于测量空气流动速度的传感器。风速传感器可以用作空调系统的风量控制传感器和汽车之类的空气流量传感器。除此之外，它还作为流体力学与空气动力学领域内风洞实验不可缺少的传感器而引起人们的关注。在环保气象、家用电器、工业设备、卫生保健等诸多领域，空气流速都是一项重要的检测参数，特别是在当今社会，各种风扇、空调等家用电器大量进入家庭、办公室和公共场所。基于以上原因，本专利技术设计了一种测量风速的风速测量电路，它具有成本低、使用方便、测量精度较高等特点，并且能够与单片机等其他集成芯片配合使用而成为其他系统的应用电路。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对
技术介绍
的不足提供了一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统。本专利技术为解决上述技术问题采用以下技术方案：一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，包含监控终端、汇聚节点以及由多个用于检测环境风速的传感器节点组成的无线传感器网络，所述无线传感器网络用于将采集的风速参数经过汇聚节点汇总进而上传至监控终端；所述传感器节点包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块和电源模块，所述无线通信模块包含MCU模块以及与其连接的天线，所述电流检测模块依次经过模数转换电路、放大电路连接数据处理模块，所述数据处理模块通过MCU模块连接天线，所述电源模块分别与铂电阻以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块连接，用于提供所需电能。作为本专利技术一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统的进一步优选方案，所述监控终端包含微控制器模块以及与其连接的数据接收模块、显示模块、报警模块和存储器模块。作为本专利技术一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统的进一步优选方案，所述电源模块包含依次连接的太阳能光板、升压电路、蓄电池、稳压器。作为本专利技术一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统的进一步优选方案，所述铂电阻的芯片型号为Ptl00。作为本专利技术一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统的进一步优选方案，所述电流检测模块采用霍尔电流传感器。作为本专利技术一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统的进一步优选方案，所述升压电路包含变换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电太阳能光板的输出端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与蓄电池连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端与地连接。本专利技术采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：1、本专利技术通过将多个用于检测环境风速的传感器节点组成的传感器网络，实时完成对空气风速测量的各项参数实时监测；2、本专利技术采用霍尔电流传感器实时检测铂电阻的电流以及铂电阻周边环境温度和自身温度的温度差，进而精确的获取空气流速即风速，有效地提升了检测精度，进而完成风速的检测进而达到更好的安全预警；3、本专利技术采用太阳能进行供电，更好的节约了资源。附图说明图1是本专利技术的结构原理图；图2是本专利技术的传感器节点的结构原理图；图3是本专利技术监控终端的结构原理图；图4是本专利技术传感器节点电源模块的升压电路电路图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明：如图1所示，一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，包含监控终端、汇聚节点以及由多个用于检测环境风速的传感器节点组成的无线传感器网络，所述无线传感器网络用于将采集的风速参数经过汇聚节点汇总进而上传至监控终端；如图2所示，所述传感器节点包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块和电源模块，所述无线通信模块包含MCU模块以及与其连接的天线，所述铂电阻连接数据处理模块，所述铂电阻与电流检测模块连接；所述电流检测模块依次经过模数转换电路、放大电路连接数据处理模块，所述数据处理模块通过MCU模块连接天线，所述电源模块分别与铂电阻以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块连接，用于提供所需电能。所述铂电阻的芯片型号为Ptl00，所述电流检测模块采用霍尔电流传感器。所述电源模块包含依次连接的太阳能光板、升压电路、蓄电池、稳压器。如图4所示，所述升压电路包含变换器、电感、稳压管、第一电解电容、第二电解电容、第一电阻和第二电阻，第一电解电容的正极分别连接电感的一端和电太阳能光板的输出端，电感的另一端连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端分别连接稳压管的正极和变换器的输入端，稳压管的负极分别连接第二电解电容的正极、变换器的输出端和开关的常闭端，开关的活动端与第二电阻串联后与蓄电池连接，第一电解电容的负极、第二电解电容的负极、变换器的接地端与地连接。其中，所述电流检测模块用于实时检测铂电阻上流通的电流；所述铂电阻用于实时检测铂电阻周边环境温度及铂电阻自身温度；然后经过模数转换电路、放大电路经过模数转换和放大处理；进而上传至数据处理模块所述数据处理模块用于根据检测的铂电阻的自身温度、铂电阻上流通的电流以及铂电阻周边环境温度获取风速；进而将获取的周边环境的风速参数通过MCU模块以及与其连接的天线将获取的风速汇总到汇聚节点，进而上传至监控终端。如图3所示，所述监控终端包含微控制器模块以及与其连接的数据接收模块、显示模块、报警模块和存储器模块，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。所述数据接收模块用于接收汇聚节点的汇总的无线传感器网络采集的环境风速，所述显示模块用于实时显示环境风速，所述存储器模块用于实时存储无线传感器网络的传感器节点获取的风速。风速检测在环保气象、工业设备、采矿安全、卫生保健等诸多领域都具有十分重要的意义。随着我国风力发电事业的发展、检测技术的进步以及人们对环境要求的提高，人们对检测仪器的测量精度和功能的要求越来越高。风速传感器是用于测量空气流动速
度的传感器。风速传感器可以用作空调系统的风量控制传感器和汽车之类的空气流量传感器。除此之外，它还作为流体力学与空气动力学领域内风洞实验不可缺少的传感器而引起人们的关注。当一个被加热的物体置于流体中，该物体的热量损失主要是热辐射和热对流。在温度较低，辐射散热可以忽略不计的情况下，物体的热量传递主要是热对流。当流体的速度增加时，物体的热量损失亦增加。如果以电的方式给铂热电阻加热，那么铂热电阻将达到一个由流体流速所确定的平衡温度。我们采用铂热电阻作为加热对象。由于温度的变化引起铂热电阻本身阻值的变化，从而可以通过桥式电路建立流体速度和桥式电路输出电压的数学模型。利用此原理来进行风速的测量。具体计算为：具体计算如下： V = 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风速监控预警系统，其特征在于：包含监控终端、汇聚节点以及由多个用于检测环境风速的传感器节点组成的无线传感器网络，所述无线传感器网络用于将采集的风速参数经过汇聚节点汇总进而上传至监控终端；所述传感器节点包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块和电源模块，所述无线通信模块包含MCU模块以及与其连接的天线，所述电流检测模块依次经过模数转换电路、放大电路连接数据处理模块，所述数据处理模块通过MCU模块连接天线，所述电源模块分别与铂电阻以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块连接，用于提供所需电能。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，其特征在于：包含监控终端、汇聚节点以及由多个用于检测环境风速的传感器节点组成的无线传感器网络，所述无线传感器网络用于将采集的风速参数经过汇聚节点汇总进而上传至监控终端；所述传感器节点包含铂电阻，以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块和电源模块，所述无线通信模块包含MCU模块以及与其连接的天线，所述电流检测模块依次经过模数转换电路、放大电路连接数据处理模块，所述数据处理模块通过MCU模块连接天线，所述电源模块分别与铂电阻以及设置在铂电阻上的数据处理模块、电流检测模块、模数转换电路、放大电路、无线通信模块连接，用于提供所需电能。2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的风速监控预警系统，其特征在于：所述监控终端包含微控制器模块以及与其连接的数据接收模块、显示模块、报警模块和存储器模块。3.根据权利要求1所述的一种基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：何宜霖，陈先军，胡亚，何斌，
申请(专利权)人：南京嘉瑞斯电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32