一种无线环境监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种无线环境监测系统，属于监测技术领域，其包括ZigBee无线通信网络、上位机程序及Android APP，所述ZigBee无线通信网络的硬件设施包括协调器及与协调器联通的多个终端节点，所述终端节点通过驱动电路分别与环境监测传感器、LED显示模块连接；所述协调器通过USB串行通信方式与上位机通信；所述上位机程序采用Socket通信技术实现与Android APP之间的通信。本实用新型专利技术可以对不同时间、任意地点的温度、湿度和有害气体等环境因素进行跟踪；具有成本低廉、配置方便、监测实时、可靠稳定、便于拓展等诸多特点和应用价值；且可通过安卓智能手机方便地对环境因素进行远程监控，能够满足人们日益增长的对环境质量的关注和需求。

A wireless environment monitoring system

The utility model discloses a wireless environmental monitoring system, which belongs to the technical field of monitoring, including ZigBee wireless communication network, the PC program and Android APP, the ZigBee wireless communication network facilities including the coordinator and coordinator of the China Unicom and a plurality of terminal nodes, the terminal node through the drive circuit and respectively. Environment monitoring sensor, LED display module is connected; the coordinator through the serial communication USB communication with the host computer; the host computer program using Socket communication technology to realize the communication between Android and APP. The utility model can be used for different time, any place of temperature, humidity and harmful gases and other environmental factors for tracking; has the advantages of low cost, convenient configuration, real-time monitoring, stable and reliable, easy to expand and many of the characteristics and application value; and through the Android intelligent mobile phone conveniently for remote monitoring of environmental factors, and can meet the concern the demand for environmental quality increasing.

【技术实现步骤摘要】
一种无线环境监测系统
本技术涉及监测
，具体的涉及一种成本低廉、配置方便的无线环境监测系统。
技术介绍
随着人们对于环境的日益关注，环境科学所涉及的范围越来越广。在日常生活中经常需要对环境的各种因素（包括温度、湿度和有害气体等）进行检测、控制等。通过传统方式采集环境监测的原始数据是一件很困难的工作。传统的以微处理器为中心的数据采集系统，往往采取有线传输的方式进行现场数据采集。传统的数据采集系统存在布线复杂、铺设线路受限、稳定性差、灵敏度低等问题。无线传感器网络（WSN）为各种复杂环境因素数据的获取提供了方便。应用于环境监测的传感器网络，一般具有配置方便、便宜、长期不需更换电池、无需派人现场维护的优点。通过密集的节点布置，可以观察到微观的环境因素变化的特点和趋势。此外，WSN还被用于自然环境中的灾害预警、生态监测及特定对象的数量监测等方面。从与传统数据采集系统对比的技术角度来看，无线传感器网络不论在技术上和还是实用性上都具备了传统数据采集系统无法比拟的优势。因此，将无线传感网络技术应用于环境科学和环境监测，具有十分广阔的应用前景。现阶段，发展起来并热门流行的短距离无线数据网络技术分别是WiFi、蓝牙技术、ZigBee、超宽带技术(UWB)和近距离无线传输(NFC)技术。其中，ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。目前，虽然有ZigBee无线通信网络与安卓智能终端联合应用于环境监测中的研究出现，但是其研究不够深化具体，且针对两者之间难以直接连接的问题没有提出明确的解决方案。
技术实现思路
1.要解决的技术问题本技术要解决的技术问题在于提供一种无线环境监测系统，其深化研究ZigBee无线通信网络与安卓智能终端在环境监测系统中的应用，具体提出各部分之间的通信方式，可以对不同时间、任意地点的温度、湿度和有害气体等环境因素进行跟踪；具有成本低廉、配置方便、监测实时、可靠稳定、便于拓展等诸多特点和应用价值；且可通过安卓智能手机方便地对环境因素进行远程监控，能够满足人们日益增长的对环境质量的关注和需求。2.技术方案为解决上述问题，本技术采取如下技术方案：一种无线环境监测系统，其包括ZigBee无线通信网络、上位机程序及AndroidAPP，所述ZigBee无线通信网络的硬件设施包括协调器及与协调器联通的多个终端节点，所述终端节点通过驱动电路分别与环境监测传感器、LED显示模块连接；所述协调器通过USB串行通信方式与上位机通信；所述上位机程序采用Socket通信技术实现与AndroidAPP之间的通信。进一步地，所述ZigBee的节点模块以CC2530芯片为核心。进一步地，所述ZigBee的拓扑结构为星型网络拓扑结构。具体地，所述环境监测传感器包括温湿度传感器和气体传感器，所述LED显示模块包括LED显示屏和LED灯。进一步地，所述温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，所述气体传感器采用MQ-2气体传感器，所述LED显示屏采用OLED显示屏。进一步地，所述LED灯的驱动电路采用由PWM调光的HV9910B芯片，用来控制LED灯的光强。将脉冲宽度调制PWM信号转换为精准的恒定电流，从而驱动高功率LED灯。具体地，所述上位机为PC机。上位机（系统服务器）对于数据传输速率等通信参数的要求并不高，可以使用PC机来代替。进一步地，所述上位机通过短距离USB数据线连接实现与协调器的通信。进一步地，所述上位机程序基于Socket通信技术通过WIFI网络实现与AndroidAPP的双向通信。3.有益效果（1）本技术采用ZigBee无线组网技术，同时融合socket网络通信技术以及Android终端应用程序设计技术，实现由ZigBee无线通信网络、上位机程序和AndroidAPP三部分组成和融合的环境监测系统。可以对不同时间、任意地点的温度、湿度和有害气体等环境因素进行跟踪；具有成本低廉、配置方便、监测实时、可靠稳定、便于拓展等诸多特点和应用价值；且可通过安卓智能手机方便地对环境因素进行远程监控，能够满足人们日益增长的对环境质量的关注和需求。（2）本技术以PC机作为上位机来实现Android智能终端对无线环境监测系统的控制，避免了ZigBee协议与TCP/IP协议不同而难以融合的问题；同时，使用USB数据线直接连接上位机和ZigBee无线通信网络的协调器，不仅能实现上位机对ZigBee无线通信网络的控制功能，上位机与ZigBee无线网络的通信实现无障碍，有线的串行通信可以实现上位机所有的控制功能；而且开发工作量适中。（3）Android终端的APP在启动后需要主动与服务器进行连接，不仅要向服务器发出控制指令，还要能够接收服务器发来的环境监测信息。也就是说智能终端和服务器之间进行的是双向通信，故而采用Socket通信技术实现基于TPC/IP通信协议的通信。附图说明图1为本技术所提供系统的硬件组成图；图2为基于HV9910B的降压恒流LED驱动电路图；图3为CC2530I/O口的资源分配电路图；图4为ZigBee的星型网络拓扑结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步详细的说明。实施例一种无线环境监测系统，其包括ZigBee无线通信网络、上位机程序及AndroidAPP。该系统的硬件组成如图1所示，所述ZigBee无线通信网络的硬件设施包括协调器及与协调器联通的多个终端节点，所述终端节点通过驱动电路分别与环境监测传感器、LED显示模块连接；所述协调器通过USB串行通信方式与上位机通信。为了实现上位机与AndroidAPP之间的双向通信，所述上位机程序采用Socket通信技术实现与AndroidAPP之间的通信。1.终端节点连接的环境监测传感器的具体设置在本实施例中，所述环境监测传感器包括温湿度传感器和气体传感器；所述LED显示模块包括LED显示屏和LED灯。具体地，所述温湿度传感器采用DHT11数字温湿度传感器，所述气体传感器采用MQ-2气体传感器，所述LED显示屏采用OLED显示屏。在本实施例中，所述LED灯的驱动电路采用由PWM调光的HV9910B芯片，用来控制LED灯的光强。可将脉冲宽度调制PWM信号转换为精准的恒定电流，从而驱动高功率LED灯。基于HV9910B的降压恒流LED驱动，其电路如图2所示。工作过程及原理如下：输入选用8～30V的直流电压，正极接到HV9910B的VIN引脚，输入电压通过电容C2滤波。场效应管IRFL014起到开关的作用：当其打开时，输入电流经过负载高亮LED、电感L1、开关管IRFL014、检测电阻R1流入到地。在这个过程中，电感不断地存储能量并且电流线性上升，检测电阻R1上的电压也跟着不断上升；当R1上的电压达到HV9910BCS引脚的检测电压时，开关管IRFL014关闭。IRFL014关闭时，因为电感L1具有阻碍电流变化的作用，所以电感的电流继续通过续流二极管MURS240T3为负载LED供电，这个过程中电感电流从峰值线性下降。可以得到结论：输出电流即为电感电流的平均值。2.ZigBee无线通信网络的具体设置在本实施例中，所述ZigBee的节点模块以CC2530芯片为核心。CC2530芯片就本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线环境监测系统，其特征在于，其包括ZigBee无线通信网络、上位机程序及Android APP，所述ZigBee无线通信网络的硬件设施包括协调器及与协调器联通的多个终端节点，所述终端节点通过驱动电路分别与环境监测传感器、LED显示模块连接；所述协调器通过USB串行通信方式与上位机通信；所述上位机程序采用Socket通信技术实现与Android APP之间的通信。

【技术特征摘要】
1.一种无线环境监测系统，其特征在于，其包括ZigBee无线通信网络、上位机程序及AndroidAPP，所述ZigBee无线通信网络的硬件设施包括协调器及与协调器联通的多个终端节点，所述终端节点通过驱动电路分别与环境监测传感器、LED显示模块连接；所述协调器通过USB串行通信方式与上位机通信；所述上位机程序采用Socket通信技术实现与AndroidAPP之间的通信。2.根据权利要求1所述的一种无线环境监测系统，其特征在于，所述ZigBee的节点模块以CC2530芯片为核心。3.根据权利要求2所述的一种无线环境监测系统，其特征在于，所述ZigBee的拓扑结构为星型网络拓扑结构。4.根据权利要求1所述的一种无线环境监测系统，其特征在于，所述环境监测传感器包括温湿度传感器和气体传感器，所述LED...

【专利技术属性】
技术研发人员：方伟骏，
申请(专利权)人：淮安信息职业技术学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32