本报记者黄雄国庆走基层日记

 

 

　　3.2 系统应用

 

　　如图1 所示，本新型基于物联网的矿井温、湿度检测系统[6]，包括由分布在矿井中的测量节点组成的无线传感网络，由基站节点11 和监控终端设备12 相连接形成的监控装置，所述基站节点11 与所述无线传感网络之间进行无线通信。测量节点的数目为A、B、C、D、E、F 6 个， 所述6 个测量节点之间通过无线通信方式构成无线传感器自组网，基站节点11 只与所述无线传感器网络的测量节点D 进行无线通信，而自组网中的其他节点的数据都通过该测量节点D 传输到

 

　　基站节点11。如图2 所示，测量节点是由用于测量矿井周围环境的温湿度的传感器20、用于与相邻测量节点进行无线通信的CC2530 射频芯片收发电路22、用于显示测量结果的显示模块23 分别与微处理器21 相连接组成，每个所述测量节点具, 有一个电源为测量节点的各器件供电，电源为锂电池，具有体积小、低功耗的优点。显示模块23 可以采用一液晶显示。CC2530 射频芯片收发电路22 负责与相邻节点进行无线通信，建立路由，从而实现无线发送、接收和转发数据包；微处理器21 为MSP430 低功耗单片机，负责采集温、湿度传感器的数据并进行校正； 并将温湿度信息发送给显示模块23 和CC2530 射频芯片收发电路22， 或对CC2530 射频芯片收发电路22 收到的数据包进行分析，发出相关响应。

 

 

　　如图3 所示， 基站节点11 包括微控制器31、基站节点CC2530 射频芯片收发电路32， 还要增加一个用于与监控终端设备13 相连接的串口电路33。当然，基站节点11 也可以采用具有相同功能的其他电路结构。

 

　　监控终端设备13 为一个计算机， 负责接收所有测量节点发送来的数据包，对数据进行分析和管理，并根据用户要求向测量节点构成的网络发出命令。因为测量节点部署在矿井的不同位置，测量获得的信号输出就很重要。采取有线方式输出非常麻烦，施工成本高，节点放置位置也受诸多限制。本实用新型采用了无线自组网的方法将采集到的数据输出。每个测量节点上的MSP430 单片机将采集获得的数据送给CC2530 射频芯片收发电路，CC2530射频芯片收发电路通过侦听邻居节点来建立路由。CC2530射频芯片收发电路工作在915 MHz 的频率上，宽带为38.4 kHz。测量节点之间通过无线方式形成多跳自组网，将采集到的数据发送给监控终端进行存储和处理，由于采用无线方式发送数据，测量节点也没有电源线，所以测量节点采用电池供电。为了节省电能，测量节是低功耗设计。测量节点使用低功耗的MSP430 单片极， 并进行严格的电源管理控制， 具体方法为： 暂时不工作的器件全部断电，MSP430 和CC2530 射频芯片收发电路在不工作时自动进入休眠状态。整个基于物联网无线传感网络的矿井温湿度采集通信

 

　　物联网应用在工业设备检测中, 是将传感器节点安装在机器难以触及的位置, 节点采集数据信号如探测振动模式, 借助于物联网技术通过多跳技术将信号发送至数据中心, 数据中心对采集的信号分析判断是否需要进行维护和对出现的故障及时地做出判断。因处于无线操作状态下, 从而避免了本身的检修问题, 而且允许对传感器进行低成本的改进安装。系统的结构示意图见图4。