本发明专利技术公开了一种基于ZigBee无线传感器网络的供水管道监测系统，为克服供水管道泄漏监测装置造价高、耗电多、泄漏点定位不准确的问题，其包括终端节点E、路由器节点R、ZigBee-GPRS网关G与数据处理中心A；所述的终端节点E包括1号终端节点、2号终端节点、……、N号终端节点；路由器节点R包括1号路由器节点、2号路由器节点、……、M号路由器节点；终端节点E与1号路由器节点为无线连接，1号路由器节点与2号路由器节点为无线连接，以此类推，(M-1)号路由器节点与M号路由器节点为无线连接；M号路由器节点与ZigBee-GPRS网关G为无线连接，ZigBee-GPRS网关G与数据处理中心A为无线连接。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种供水管道泄漏监测装置，更确切地说，本专利技术涉及一种基于 ZigBee无线传感器网络的供水管道监测系统。
技术介绍
水资源是关系国计民生的一项重要资源，目前全世界范围内对节水工作都非常重 视。我国是世界缺水大国之一，节水形势非常严峻，大部分城市供水系统的质量并未随着经 济的快速增长而改善，而是老化度和复杂度逐年增长，状况堪忧，据统计数据显示我国大城 市每年的水资源的漏失率普遍超过20%，为了减少漏失率，一套可靠的管道泄漏监测装置 是十分必要的。目前无线管道监测装置大多是采用GPRS无线传输通信方式，直接将数据从数据 采集节点经由通信基站发回数据中心，它们没有采用无线传感器网络，具有节点功率高、成 本高、需要较高的服务费用的缺点，而采用基于ZigBee无线传感器网络的系统监测管道， 造价低，用电省，无需使用长距离线缆，可靠性高、服务免费。在检测和定位方法方面一般仅 监测压力改变情况或在泄漏发生后采用音波检测法，监测的准确度和定位的精确度都难以 保证。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服了目前供水管道泄漏监测装置造价高、耗电 多、需要服务费用、泄漏点定位不准确的问题，提供了一种基于ZigBee无线传感器网络的 供水管道监测系统和方法。 为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：所述的基于ZigBee无 线传感器网络的供水管道监测系统包括终端节点E、路由器节点R、ZigBee-GPRS网关G与 数据处理中心A ; 所述的终端节点E包括1号终端节点、2号终端节点、……、N号终端节点；其中： N取大于等于1的自然数。 所述的路由器节点R包括1号路由器节点、2号路由器节点、……、M号路由器节 点；其中：M取大于等于0的整数。 终端节点E与1号路由器节点采用无线传输方式连接，1号路由器节点与2号 路由器节点采用无线传输方式连接，以此类推，（M-I)号路由器节点与M号路由器节点采 用无线传输方式连接;M号路由器节点与ZigBee-GPRS网关G采用无线传输方式连接， ZigBee-GPRS网关G与数据处理中心A采用无线传输方式连接。 技术方案中所述的依次采用无线传输方式连接的1号路由器节点至M号路由器节 点的个数为小于等于5。 技术方案中所述的1号终端节点、2号终端节点、……、N号终端节点的结构相同， 皆包括供电单元、压力传感器、声波传感器、PH值传感器、压力信号采集单元、声波信号调理 单元、pH值信号调理单元、控制和数据处理单元、时间同步单元、ZigBee通信单元与GPS天 线。所述的供电单元输出端和控制和数据处理单元、时间同步单元、压力传感器、PH值信号 调理单元与声波信号调理单元的输入端电连接。ZigBee通信单元的电容C371、C381的一 端分别与控制和数据处理单元中型号为CC2538的芯片U的RF_P脚、RF_N脚电连接；压力 传感器的信号线与压力信号采集单元中的精密可变电阻R58的一端电连接；声波传感器的 BNC接头与声波传感器调理单元电连接；pH值传感器的BNC接头与pH传感器调理单元电连 接；压力信号采集单元的输出端和控制和数据处理单元中型号为CC2538的芯片U的I/O 口 19脚即PA3电连接；声波传感器调理单元的输出端即型号为INA128P的放大器芯片U9的6 脚与控制和数据处理单元中型号为CC2538的芯片U的I/O 口 20脚PA4电连接；pH值传感 器调理单元的输出端即型号为LM124J的四运算放大器UlOA的1脚与控制和数据处理单元 中型号为CC2538的芯片U的I/O 口 21脚即PA5电连接；GPS天线通过SMA接口 J4与时间 同步单元电连接；时间同步单元的21脚即RXD1、20脚即TXDl依次与控制和数据处理单元 中型号为CC2538的芯片的17脚即PA1、16脚即PAO电连接。 技术方案中所述的供电单元输出端和控制和数据处理单元、时间同步单元、压力 传感器、PH值信号调理单元与声波信号调理单元的输入端电连接是指：所述的供电单元由 5V转3. 3V电路、5V转12V升压电路、5V转-12V电路与5V转+-15V电路组成。供电单元中 5V转3. 3V电路中的型号为AMS1117的芯片Ul的输出端即2脚和控制和数据处理单元中型 号为CC2538的芯片U的10脚、15脚、24脚、32脚、55脚、33脚、36脚、39脚、40脚、41脚与 43脚电连接，5V转3. 3V电路中的型号为AMS1117的芯片Ul的输出端即2脚和时间同步单 元中型号为UK1612U7M3L的GPS模块UlO的23脚电连接；供电单元中5V转12V电路的输 出端即肖特基二极管D5的负端与pH值信号调理单元中型号为CA3140的高阻集成运算放 大器Al的7脚电连接；供电单元中5V转12V电路的输出端与压力传感器的电源端电连接； 供电单元中5V转-12V电路输出端即肖特基二极管D6的负端与pH值信号调理单元中型号 为CA3140的高阻集成运算放大器A2的4脚电连接；供电单元中5V转+-15V电路中+15V 的输出端即型号为TPS61080的芯片U13的9脚和声波信号调理单元的型号为0P37GS的运 算放大器芯片U6的7脚、型号为0P37GS的运算放大器芯片U7的7脚、型号为INA128P的 放大器芯片U8的7脚与型号为INA128P的放大器芯片U9的7脚电连接；-15V的输出端即 肖特基二极管D8的正端和声波信号调理电路的型号为0P37GS的运算放大器芯片U6的4 脚、型号为0P37GS的运算放大器芯片U7的4脚、型号为INA128P的放大器芯片U8的4脚 与型号为INA128P的放大器芯片U9的4脚电连接，-15V的输出端即肖特基二极管D8的正 端和PH值信号调理单元中型号为LM124J的四运算放大器UlOA的4脚电连接。 技术方案中所述的1号路由器节点、2号路由器节点、……与M号路由器节点的 结构相同，路由器节点R的结构和终端节点E的结构相同，路由器节点R包括供电单元、压 力传感器、声波传感器、PH值传感器、压力信号采集单元、声波信号调理单元、pH值信号调 理单元、控制和数据处理单元、时间同步单元、ZigBee通信单元与GPS天线，且路由器节点R 中每个单元的电路依次与终端节点E中相对应的单元的电路相同。 技术方案中所述数据处理中心A包括数据处理与预警单元、数据存储单元、GPRS 通信单元、控制中心与响应中心。所述的数据处理与预警单元、数据存储单元、GPRS通信单 元、控制中心与响应中心都是独立的服务器或电脑，更确切地说：数据处理及预警单元是一 台联接互联网的数据处理及预警单元电脑，数据存储单元是一台联接互联网的数据存储单 元服务器，GPRS通信单元的串口 RS232通过串口连接线与数据存储单元的串口连接，控制 中心是一台联接互联网的控制中心电脑，响应中心是一台联接互联网的响应中心电脑，数 据处理与预警单元、数据存储单元、控制中心与响应中心之间采用互联网连接。 与现有技术相比本专利技术的有益效果是： 1.价格低廉 本专利技术所述的基于ZigBee无线传感器网络的供水管道监测系统采用基于ZigBee 无线传感器网络技术的节点为主要器件，无需采用线缆，大大降低了系统的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于ZigBee无线传感器网络的供水管道监测系统，其特征在于，所述的基于ZigBee无线传感器网络的供水管道监测系统包括终端节点E、路由器节点R、ZigBee‑GPRS网关G与数据处理中心A；所述的终端节点E包括1号终端节点(E‑1)、2号终端节点(E‑2)、……、N号终端节点(E‑N)；其中：N取大于等于1的自然数；所述的路由器节点R包括1号路由器节点(R‑1)、2号路由器节点(R‑2)、……、M号路由器节点(R‑M)；其中：M取大于等于0的整数；终端节点E与1号路由器节点(R‑1)采用无线传输方式连接，1号路由器节点(R‑1)与2号路由器节点(R‑2)采用无线传输方式连接，以此类推，(M‑1)号路由器节点(R‑(M‑1))与M号路由器节点(R‑M)采用无线传输方式连接；M号路由器节点(R‑M)与ZigBee‑GPRS网关G采用无线传输方式连接，ZigBee‑GPRS网关G与数据处理中心A采用无线传输方式连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李娟，步贺，卢长刚，杨晓萍，孟可心，卢秋悦，吕伟力，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22
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