一种智能无线传感系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能无线传感系统，可以通过集成各种传感器的多个节点，分别采集所在环境的温湿度和光照强度等，并通过一套能智能组网，自动最短寻址的，可靠性高的网络通信协议，使得各个节点的监测数据直接或接力无线传输给主节点。主节点和上位机通过串口通讯，并通过串口将所有节点的监测数据发送给上位机；由上位机以折线图等方式实时显示各个节点的监测数据，同时存储数据到数据库中，并提供个性化的数据查询处理。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能无线传感系统。
技术介绍
人类社会的学习、工作、生产、生活等各种活动总是在一定的环境中进行的，而当前环境的各种因子，如温度、湿度、光强度，甚至经纬度、海拔高度的细微差异都可能对人类社会的某些活动产生较大的影响。这种影响的普遍存在性及重要性，使得根据实际情况对当前环境的某些因子采取一定的措施进行实时监测，并将监测信息灵活地传输给上位机进行集中再处理就非常有必要。随着社会的发展，人们对由多个节点组成的无线传感器网络来监测某区域范围内 的某些环境因子的需求越来越强烈。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种智能无线传感系统，能采集多处监测点的温湿度及光照强度，并通过无线通讯及串口通讯将检测数据传输给上位机进行集中处理调度。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供一种智能无线传感系统，其包含多个节点；每个节点中进一步设置有若干个传感器，其对该节点所处环境进行监测，并分别采集相应的数据；无线收发模块，其将该节点的所有传感器采集的数据，通过无线通讯发送至其他的若干个节点；设置多个所述节点中的一个为主节点，其他的若干个节点为从节点；每个所述从节点采集的数据，直接发送至所述主节点，或者通过其他的若干个从节点依次转发后，间接发送至所述主节点；所述智能无线传感系统中还包含与所述主节点通过串口通讯的上位机；所述主节点将该节点和其他所有从节点分别采集的数据，一起发送给所述上位机；通过所述上位机实时显示各个节点获取的数据，存储所有数据到数据库中，并对存储数据进行查询处理。优选的，所述智能无线传感系统中设置有一个主节点和七个从节点。优选的，每个所述节点中设置有分别监测环境温度、湿度或光强值的若干个传感器。一种实施例中，每个所述节点中监测环境温度和湿度的传感器，是一个已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。一种实施例中，每个所述节点中所述的光强值传感器，进一步包含一个自身电阻值与受到的光强相匹配的光敏电阻，以及，将所述光敏电阻的电阻值转换成相应电压值，并通过电压值换算得到实际光强值的配套处理芯片。与现有技术相比，本技术所述智能无线传感系统，其优点在于本技术可以通过集成各种传感器的多个节点，分别采集所在环境的温湿度和光照强度等，并通过一套能智能组网，自动最短寻址的，可靠性高的网络通信协议，使得各个节点的监测数据直接或接力无线传输给主节点。主节点和上位机通过串口通讯，并通过串口将所有节点的监测数据发送给上位机；由上位机以折线图等方式实时显示各个节点的监测数据，同时存储数据到数据库中，并提供个性化的数据查询处理。附图说明图1是本技术所述智能无线传感系统的一种示例结构示意图；图2是本技术所述智能无线传感系统中任意一个节点的一种示例结构示意图；图3是本技术所述智能无线传感系统中各个节点相对位置的另一种示例图，该图中具有与图1所示并不相同的节点布置结构；图4是本技术所述智能无线传感系统的数据传输处理方法中，面向任意节点的工作流程示意图；图5是本技术上述方法中关于发送者的数据收发协议的工作流程示意图；图6是本技术上述方法中关于接收者的数据收发协议的工作流程示意图；图7是本技术上述方法中动态路由建立及更新的工作流程示意图；图8是本技术上述方法中最短路径算法的工作流程示意图；图9是本技术所述智能无线传感器中上位机对多个节点实时监测界面的一种示例图；图10是本技术所述智能无线传感器中上位机对节点数据进行结果查询的一种示例图。具体实施方式以下结合附图说明本技术所述智能无线传感系统的具体实施方式。配合参见图I、图2所示，本技术所述智能无线传感系统中，包含对所处环境的相关数据进行采集的多个监测节点10，设置其中一个监测节点10为主节点，其他的若干个监测节点10为从节点。传感系统中还包含与所述主节点连接的上位机20，主节点通过串口通讯将所有监测节点10获取的数据发送给上位机20 ;在上位机20位置可以实时显示各个监测节点10的数据，还可以存储该些数据到数据库，并支持数据的个性化查询。每个监测节点10进一步包含作为控制器的单片机(图中未示出)，无线收发模块15，以及若干个进行环境数据采集的传感器；还可以设置液晶显示屏等(例如是1602A型，图中未示出)来显示本节点采集到的数据。在如图2所示的一种示例结构中，每个监测节点10中集成设置有用于采集所处环境温度和湿度的传感器11、12，例如可以使用DHTll型的数字温湿度传感器，这是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。每个监测节点10还集成设置有用于采集所处环境光强值的传感器，例如是使用光敏电阻13(例如是5516型)及其数据处理的配套芯片14 (例如是ADC0809):测量环境温度为25°C的情况下，当光强为IOLux时，5516型的电阻值为5 10 ΚΩ ;暗电阻为O. 2ΜΩ，其他工作参数可以参见具体的器件手册。使用时，5516型光敏电阻和1ΚΩ电阻串联再接5V电源，使用ADC0809芯片采集5516型光敏电阻两端的电压值，之后可以通过以下公式计算得到实际光强值L= (-99/28) X (advalue/ (255-advalue))+107 ;其中 L 为实际光强值，单位为Lux ；advalue为ADC0809芯片采集到的数字电压值。每个监测节点10中集成设置的无线收发模块，配合各个监测节点10之间可方便扩展、高可靠性的无线通信协议，不仅可以支持监测节点10作为主节点时与上位机20的串口数据通讯；还可以在该监测节点10作为从节点时支持其与主节点的无线数据通讯，即，对于任意一个从节点(例如图I中节点广7)来说，当主节点(图I中相应为节点O)处在这个从节点的发射距离之内时，这个从节点采集的环境监测数据可以直接发送给主节点(图I中节点1、3如此)；而当主节点不在其发射距离之内时，则可以使监测数据经由其他的若干个从节点接力转发后，最终交付给主节点(例如图I中节点7数据，可以经过节点4、3转发给节点O,或者经过节点4、2、1转发给节点O,等等)。例如可以使用Nordic VLSI公司推出的nRF905型单片视频收发器来实现所述无线收发模块的功能，其在开阔地的无线传输距 离一般可达600 m以上；而在地形复杂时距离有所缩短，具体会与使用环境、干扰、系统调谐等因素有关。下文中以设置一个主节点O和七个从节点f 7的智能无线传感系统为例，对其数据传输处理方法进行说明。为了保证数据在各个监测节点之间的有效交付，首先设计了一套能智能组网、自动最短寻址的、可靠性高的网络通信协议，该协议包含数据包格式协议，面向任意节点的工作协议，面向两个节点的数据收发协议、面向任意节点的动态路由建立及更新协议、路由表的压缩解压缩算法、路由表的更新算法和最短路径算法。a、所设计的数据包格式协议，便于智能无线传感模块中的各个监测节点相互发送数据；设其中任意一个或若干个节点为发送者，其他任意的一个或若干个节点为接收者。数据类型共有四种，分别为有效数据、反馈信息、探测信息和路由信息。每一种类型的数据包格式均为5个字节长，详细格式如表I :权利要求1.一种智能无线传感系统，其特征在于，包含 多个节点；每个节点中进一步设置有 若干个传感器，其对该节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能无线传感系统，其特征在于，包含：多个节点；每个节点中进一步设置有：若干个传感器，其对该节点所处环境进行监测，并分别采集相应的数据；无线收发模块，其将该节点的所有传感器采集的数据，通过无线通讯发送至其他的若干个节点；设置多个所述节点中的一个为主节点，其他的若干个节点为从节点；每个所述从节点采集的数据，直接发送至所述主节点，或者通过其他的若干个从节点依次转发后，间接发送至所述主节点；所述智能无线传感系统中还包含：与所述主节点通过串口通讯的上位机；所述主节点将该节点和其他所有从节点分别采集的数据，一起发送给所述上位机。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：曾凡伟，侯东良，程苗苗，余伟，方加亮，
申请(专利权)人：上海第二工业大学，
类型：实用新型
国别省市：