一种基于混杂现场总线技术的化工安全监控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种基于混杂现场总线技术的化工安全监控系统。本实用新型专利技术包括ZigBee网络和CAN总线协议转换器、CAN总线传感器节点、随身无线传感器节点和便携式无线传感器节点。CAN总线传感器节点与CAN总线相连，通过总线传输至其它节点或者监控中心。随身无线传感器节点实现较大范围内环境参数的监测，便携式无线传感器节点布置于暂时不便铺设CAN总线的地方来监测环境参数。ZigBee网络和CAN总线协议转换器5-4用于转发ZigBee网络和CAN总线间的数据。本实用新型专利技术成本低且运行功耗低。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
１．一种基于混杂现场总线技术的化工安全监控系统，包括ＺｉｇＢｅｅ网络和ＣＡＮ总线协议转换器、ＣＡＮ总线传感器节点、随身无线传感器节点和便携式无线传感器节点，其特征在于：所述ＺｉｇＢｅｅ网络和ＣＡＮ总线协议转换器包括第一电源管理模块、第一ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块、第一ＣＡＮ传输模块、第一处理器模块；所述的第一电源管理模块包括锂电池、５Ｖ电压转换电路、３．３Ｖ电压转换电路、１．８Ｖ电压转换电路；锂电池ＪＳ－７．４Ｖ－２．２ＡＨ输出电压为７．４Ｖ，通过电压转换电路输出５Ｖ、３．３Ｖ和１．８Ｖ电压，为协议转换器上的其他模块供电；所述的第一ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块，型号为ＨＺ２０１２，用于协议转换器和随身无线传感器节点、便携式无线传感器节点间的通信；所述的第一ＣＡＮ传输模块由ＣＡＮ收发器ＴＪＡ１０４０Ｔ、高速光耦６Ｎ１３７、电源隔离单元Ｂ０５０５Ｓ组成；电源隔离单元的输出供ＣＡＮ收发器和高速光耦使用；ＣＡＮ收发器与高速光耦相互连接，作为节点和ＣＡＮ总线间的传输通道；所述的第一处理器模块采用ＬＰＣ２１０９低功耗处理器，其ＣＡＮ接口与第一ＣＡＮ传输模块相连；通用异步收发接口与ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块相连，第一处理器模块用于控制ＣＡＮ总线、ＺｉｇＢｅｅ网络间数据的转发；所述ＣＡＮ总线传感器节点包括第二电源管理模块、第一环境参数采集模块、第二ＣＡＮ传输模块、第二处理器模块；所述的第二电源管理模块包括锂电池、５Ｖ电压转换电路、３．３Ｖ电压转换电路、１．８Ｖ电压转换电路；锂电池ＪＳ－７．４Ｖ－２．２ＡＨ输出电压为７．４Ｖ，通过电压转换电路输出５Ｖ、３．３Ｖ和１．８Ｖ电压，为ＣＡＮ总线传感器节点上的其他模块供电；第一环境参数采集模块由数字式气压传感器ＭＳ５６０７和数字式温湿度传感器ＳＨＴ２１组成，用于完成气压、温度、湿度的数据采集；第二ＣＡＮ传输模块由ＣＡＮ收发器ＴＪＡ１０４０Ｔ、高速光耦６Ｎ１３７、电源隔离单元Ｂ０５０５Ｓ组成；电源隔离单元的输出供ＣＡＮ收发器和高速光耦使用；ＣＡＮ收发器和高速光耦相互连接，作为节点和ＣＡＮ总线间的传输通道；第二处理器模块采用ＬＰＣ２１０９低功耗处理器，其ＣＡＮ接口与第二ＣＡＮ传输模块相连；串行外设接口与数字式气压传感器相连；Ｉ２Ｃ总线接口与数字式温湿度传感器相连；第二处理器模块用于控制本节点与ＣＡＮ总线上其他节点间的通信；以及控制环境参数采集模块，并且对采集到的环境参数进行简单的分析和处理；所述随身无线传感器节点包括第三电源管理模块、参数采集模块、第二ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块、ＧＰＳ定位模块、第三处理器模块；所述的第三电源管理模块包括锂电池、５Ｖ电压转换电路、３．３Ｖ电压转换电路、１．８Ｖ电压转换电路；锂电池ＪＳ－７．４Ｖ－２．２ＡＨ输出电压为７．４Ｖ，通过电压转换电路输出５Ｖ、３．３Ｖ和１．８Ｖ电压，为随身无线传感器节点上的其他模块供电；参数采集模块由数字式气压传感器ＭＳ５６０７、数字式温湿度传感器ＳＨＴ２１、生理信息采集仪ＯＥＭ００１组成，用于完成气压、温度、湿度、体温、血氧饱和度、脉搏的数据采集；第二ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块ＨＺ２０１２，用于节点与ＺｉｇＢｅｅ网络和ＣＡＮ总线协议转换器、便携式无线传感器间的通信；ＧＰＳ定位模块包括ＳＰＩ／ＵＡＲＴ转换电路和ＧＰＳ模块ＱＥ－ＧＰＳ９１；ＳＰＩ／ＵＡＲＴ转换电路的核心为ＳＣ１６ＩＳ７５０芯片，用于将第三处理器模块的ＳＰＩ接口转换为ＵＡＲＴ接口，该转换电路的ＵＡＲＴ接口和ＧＰＳ模块相连，通过ＧＰＳ模块来获取人员位置信息；第三处理器模块采用ＬＰＣ２１０９低功耗处理器，其两个ＳＰＩ接口分别接ＧＰＳ定位模块、数字式气压传感器；Ｉ２Ｃ接口和温湿度传感器相连；两个ＵＡＲＴ接口分别与生理信息采集仪、第二ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块相连；第三处理器模块用于控制节点ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块与ＺｉｇＢｅｅ网络和ＣＡＮ总线协议转换器、便携式无线传感器节点间的通信，以及控制参数采集模块和ＧＰＳ定位模块，并对获取的参数作简单的分析和处理；所述便携式无线传感器节点包括第四电源管理模块、第二环境参数采集模块、第三ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块、第四处理器模块；所述的第四电源管理模块包括锂电池、５Ｖ电压转换电路、３．３Ｖ电压转换电路、１．８Ｖ电压转换电路；锂电池ＪＳ－７．４Ｖ－２．２ＡＨ输出电压为７．４Ｖ，通过电压转换电路输出５Ｖ、３．３Ｖ和１．８Ｖ电压，为便携式无线传感器节点上的其他模块供电；所述的第二环境参数采集模块由数字式气压传感器ＭＳ５６０７、数字式温湿度传感器ＳＨＴ２１组成，用于完成气压、温度、湿度的数据采集；所述的第三ＺｉｇＢｅｅ无线通信模块ＨＺ２０１２，用于节点与ＺｉｇＢｅｅ网络和ＣＡＮ总线协议转换器、随身无线传感器节点间的通信；所述的第四处理器模块采用ＬＰＣ２１０９低功耗处理器，其ＣＡＮ接...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋鹏，吴斌，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：86