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一种基于传感器网络的恶臭类气体和VOCs监测系统，包括监测节点、网关及监测中心， 所述的监测节点包括电源管理模块、无线通信模块、外部存储模块、时钟模块、传感器信息采集模块、GPS模块、及控制器模块；所述的网关包括电源管理模块、无线通信模块、外部存储模块、时钟模块、TD‑LTE模块、控制器模块及外部锂电池太阳能电池部分；所述的监测中心搭建在PC机上；监测节点的构成如下：电源管理模块由以LTC1474‑3.3为核心的3.3V电压转换电路及外接12V锂电池组成；电源接口J14的1引脚与锂电池的12V接口正极连接，电源接口J14的2引脚和3引脚接地，电源接口J6的1引脚与太阳能电池的正极接口连接，电源接口J6的2引脚和3引脚接地，电源接口J14的1引脚右端与二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与第一百四十七电阻的一端连接，第一百四十七电阻的另一端与二极管D102的负极连接，二极管D102的正极接地，二极管D102的负极与跳线帽P1的一端连接，跳线帽P1的另一端与第一电解电容C1的正极连接，第一电解电容C1的负极接地；第四十八电阻一端与第一电解电容C1的正极连接，第四十八电阻的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的3引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的3引脚与第四十九电阻R49的一端连接，第四十九电阻R49的另一端接地；第一电阻R1、第二电阻R2、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端、第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的7引脚及第83电容C83的一端连接，第一电阻R1、第二电阻R2及第八电容C8的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的6引脚连接，第九电容C9和第83电容的另一端接地，第三十七电阻R37的一端悬空，另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的8引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的8引脚与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的2引脚连接，第一电感L1的一端、第二十九电解电容C29的正极、第三十八电容C38的一端及第一百三十七电阻的一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的1引脚连接，第一电感L1的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的5引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的5引脚与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极接地，第二十九电解电容C29的负极及第三十八电容C38的另外一端接地，第一百三十七电阻R137的另外一端、第四十二电阻R42的一端连接及第五电阻R5的一端连接，第四十二电阻R42的另一端与第十二极管D10的正极连接，第十二极管D10的负极接地，第五电阻R5的另一端、第十三电容C13的一端、第四电解电容C4的正极、第十五电容C15的一端、第十一电阻R11的一端、第九外部存储芯片U9 FM25VN02的8引脚、第五十电阻R50的一端、第二负载电阻U2的一端、第二十七电阻R27的一端、第二十八电阻R28的一端、第二十九电阻R29的一端、第三十电阻R30的一端、第三十一电阻R31的一端、第八十四电容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引脚、第四控制器芯片U4 MSP430F167的1引脚、第七时钟芯片U7 DS1302的1引脚、第三十九电容C39的一端及1*5排针J11的1引脚连接；以LTC1474‑3.3为核心的3.3V电压转换电路为无线通信模块、外部存储模块、时钟模块、传感器信息采集模块、GPS模块、控制器模块提供3.3V电压；外部锂电池通过J14接口与该节点连接，为节点提供12V直流电压源，太阳能电池通过J6接口与该节点连接，作用是为锂电池充电；外部存储模块包括存储芯片U9 FM25VN02、第四十七电阻R47、第五十电阻R50及第四十五电容C45，存储芯片U9 FM25VN02的1引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的48引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的2引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的46引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的3引脚与第四十七电阻的另外一端连接，存储芯片U9 FM25VN02的4引脚接地，存储芯片U9 FM25VN02的5引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的45引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的6引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的47引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的7引脚与第五十电阻R50的另一端连接，存储芯片U9 FM25VN02的8引脚与第四十五电容C45的一端连接，第四十五电容C45的另一端接地；时钟模块包括时钟芯片U7 DS1302、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第三晶振Y3及第一干电池BT1，时钟芯片U7 DS1302的1引脚与第三十九电容C39的一端连接，第三十九电容C39的另一端与第四十电容C40的一端连接，第四十电容C40的另一端与时钟芯片U7 DS1302的2引脚及第三晶振Y3的一端连接，第三晶振Y3的另一端与第四十一电容C41的一端及时钟芯片U7 DS1302的3引脚连接，第四十一电容C41的另一端及时钟芯片U7 DS1302的4引脚接地，时钟芯片U7 DS1302的5引脚与控制器芯片U4的14引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的6引脚与控制器芯片U4的13引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的7引脚与控制器芯片U4的12引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的8引脚与第一干电池BT1的正极连接，第一干电池BT1的负极接地；AD采样部分电路包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电容C16，该部分电路用于检测锂电池电压，第十四电阻R14的一端与跳线帽P1的另一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15、第十六电容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引脚连接，第十五电阻R15的另一端及第十六电容C16的另一端接地；按键部分电路用于硬件的调试，包括第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第一按键S1；第二按键S2，第二十七电阻R27的一端与第二十八电阻R28的一端连接，第二十七电阻R27的另一端与第三十四电阻R34的一端连接，第三十四电阻R34的另一端与第二按键S2的一端连接，第二按键S2的另一端接地，第二十八电阻R28的另一端与第三十三电阻R33的一端连接，第三十三电阻R33的另一端与第一按键S1的一端连接，第一按键S1的另一端接地；LED灯部分电路用于硬件的调试，包括第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第五发光二极管D5、第六发光二极管D6、第七发光二极管D7，第二十九电阻R29的另一端与第五发光二极管D5的正极连接，第五发光二极管D5的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的59引脚连接，第三十电阻R30的另一端与第六发光二极管D6的正极连接，第六发光二极管D6的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的60引脚连接，第三十一电阻R31的另一端与第七发光二极管D7的正极连接，第七发光二极管D7的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的61引脚连接；JTAG程序烧录电路部分包括1*7排针JTAG、第十一电阻R11，第四十六电容C46，1*7排针JTAG的1引脚与控制器芯片U4的54引脚连接，1*7排针JTAG的2引脚与控制器芯片U4的55引脚连接，1*7排针JTAG的3引脚与控制器芯片U4的56引脚连接，1*7排针JTAG的4引脚与控制器芯片U4的57引脚连接，1*7排针JTAG的5引脚与控制器芯片U4的58引脚、第十一电阻R11的另一端、第五按键S5的一端及第四十六电容C46的一端连接，第五按键S5的另一端接地，第四十六电容C46的另一端接地，1*7排针JTAG的6引脚与第四电解电容C4的正极连接，1*7排针JTAG的7引脚接地；控制器模块包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四电容C84、第三十三电容C33、第三十四电容C34、第一晶振Y1、第二十电容C20、第三十五电容C35、第三十六电容C36、第二晶振Y2、1*6排针J18、1*6排针J17、1*5排针J11、1*6排针J19；第八十四电容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引脚接地，第三十三电容C33的一端与控制器芯片U4 MSP430F167的的53引脚及第一晶振Y1的一端连接，第三十四电容C34的一端与控制器芯片U4 MSP430F167的52引脚及第一晶振Y1的另一端连接，第三十三电容C33的另一端及第三十四电容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的1引脚与第二十电容C20的一端连接，第二十电容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引脚与第十五电阻R15的一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引脚与1*6排针J17的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引脚与1*6排针J17的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引脚与1*6排针J17的5引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引脚与1*6排针J17的6引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引脚与第二晶振Y2的一端及第三十五电容C35的一端连接，第三十五电容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引脚与第二晶振Y2的另一端及第三十六电容C36的一端连接，第三十六电容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引脚接地，控制器芯片U4 MSP430F167的16引脚与第二十七电阻R28的另一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引脚与第二十七电阻R27的另一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引脚与1*5排针J11的5引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引脚与1*6排针J19的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引脚与1*6排针J19的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的31引脚与1*6排针J19的2引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引脚与1*5排针J11的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引脚与1*5排针J11的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的34引脚与1*6排针J18的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引脚与1*6排针J18的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引脚与1*6排针J18的2引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引脚与1*6排针J18的1引脚连接，1*6排针J18的6引脚、1*6排针J17的1引脚、1*5排针J11的2引脚及1*6排针J19的6引脚接地，1*6排针J18的5引脚、1*6排针J17的2引脚及1*6排针J19的5引脚与跳线帽P1的另一端连接，1*5排针J11的1引脚与第五电阻R5的另一端连接；GPS模块采用ATK‑NEO‑6M模块，通过1*6排针J18与监测节点连接；无线通信模块采用CC1101模块，通过1*5排针J11与监测节点连接；传感器信息采集模块主要由多种气体浓度传感器及变送器组成，具体的传感器及变送器选型如下：硫化氢的监测选用MQ‑136硫化氢传感器，通过1*6排针J17的3引脚与控制器连接；二硫化碳的监测选用RBK‑6000型二硫化碳监测变送器，通过1*6排针J17的4引脚与控制器连接；甲硫醇的监测选用CLE‑3611‑400型甲硫醇监测传感器，通过1*6排针J17的5引脚与控制器连接；甲醛的监测选用MS1100‑P111甲醛气体传感器，通过1*6排针J19的4引脚与控制器连接；苯的监测选用MQ‑138气体苯传感器，通过1*6排针J17的6引脚与控制器连接；网关的构成如下所述：电源管理模块由以LTC1474‑3.3为核心的3.3V电压转换电路及外接12V锂电池组成；电源接口J14的1引脚与锂电池的12V接口正极连接，电源接口J14的2引脚和3引脚接地，电源接口J6的1引脚与太阳能电池的正极接口连接，电源接口J6的2引脚和3引脚接地，电源接口J14的1引脚右端与二极管D9的正极连接，二极管D9的负极与第一百四十七电阻的一端连接，第一百四十七电阻的另一端与二极管D102的负极连接，二极管D102的正极接地，二极管D102的负极与跳线帽P1的一端连接，跳线帽P1的另一端与第一电解电容C1的正极连接，第一电解电容C1的负极接地；第四十八电阻一端与第一电解电容C1的正极连接，第四十八电阻的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的3引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的3引脚与第四十九电阻R49的一端连接，第四十九电阻R49的另一端接地；第一电阻R1、第二电阻R2、第八电容C8的一端、第九电容C9的一端、第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的7引脚及第83电容C83的一端连接，第一电阻R1、第二电阻R2及第八电容C8的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的6引脚连接，第九电容C9和第83电容的另一端接地，第三十七电阻R37的一端悬空，另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的8引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的8引脚与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的2引脚连接，第一电感L1的一端、第二十九电解电容C29的正极、第三十八电容C38的一端及第一百三十七电阻的一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的1引脚连接，第一电感L1的另一端与第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的5引脚连接，第六电源芯片U6 LTC1474‑3.3的5引脚与第一二极管D1的负极连接，第一二极管D1的正极接地，第二十九电解电容C29的负极及第三十八电容C38的另外一端接地，第一百三十七电阻R137的另外一端、第四十二电阻R42的一端连接及第五电阻R5的一端连接，第四十二电阻R42的另一端与第十二极管D10的正极连接，第十二极管D10的负极接地，第五电阻R5的另一端、第十三电容C13的一端、第四电解电容C4的正极、第十五电容C15的一端、第十一电阻R11的一端、第九外部存储芯片U9 FM25VN02的8引脚、第五十电阻R50的一端、第二负载电阻U2的一端、第二十七电阻R27的一端、第二十八电阻R28的一端、第二十九电阻R29的一端、第三十电阻R30的一端、第三十一电阻R31的一端、第八十四电容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引脚、第四控制器芯片U4 MSP430F167的1引脚、第七时钟芯片U7 DS1302的1引脚、第三十九电容C39的一端及1*5排针J11的1引脚连接；以LTC1474‑3.3为核心的3.3V电压转换电路为无线通信模块、外部存储模块、时钟模块、传感器信息采集模块、GPS模块、控制器模块提供3.3V电压；外部存储模块包括存储芯片U9 FM25VN02、第四十七电阻R47、第五十电阻R50及第四十五电容C45，存储芯片U9 FM25VN02的1引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的48引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的2引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的46引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的3引脚与第四十七电阻的另外一端连接，存储芯片U9 FM25VN02的4引脚接地，存储芯片U9 FM25VN02的5引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的45引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的6引脚与控制器芯片U4 MSP430F167的47引脚连接，存储芯片U9 FM25VN02的7引脚与第五十电阻R50的另一端连接，存储芯片U9 FM25VN02的8引脚与第四十五电容C45的一端连接，第四十五电容C45的另一端接地；时钟模块包括时钟芯片U7 DS1302、第三十九电容C39、第四十电容C40、第四十一电容C41、第三晶振Y3及第一干电池BT1，时钟芯片U7 DS1302的1引脚与第三十九电容C39的一端连接，第三十九电容C39的另一端与第四十电容C40的一端连接，第四十电容C40的另一端与时钟芯片U7 DS1302的2引脚及第三晶振Y3的一端连接，第三晶振Y3的另一端与第四十一电容C41的一端及时钟芯片U7 DS1302的3引脚连接，第四十一电容C41的另一端及时钟芯片U7 DS1302的4引脚接地，时钟芯片U7 DS1302的5引脚与控制器芯片U4的14引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的6引脚与控制器芯片U4的13引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的7引脚与控制器芯片U4的12引脚连接，时钟芯片U7 DS1302的8引脚与第一干电池BT1的正极连接，第一干电池BT1的负极接地；AD采样部分电路包括第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六电容C16，该部分电路用于检测锂电池电压，第十四电阻R14的一端与跳线帽P1的另一端连接，第十四电阻R14的另一端与第十五电阻R15、第十六电容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引脚连接，第十五电阻R15的另一端及第十六电容C16的另一端接地；按键部分电路用于硬件的调试，包括第二十七电阻R27、第二十八电阻R28、第三十三电阻R33、第三十四电阻R34、第一按键S1；第二按键S2，第二十七电阻R27的一端与第二十八电阻R28的一端连接，第二十七电阻R27的另一端与第三十四电阻R34的一端连接，第三十四电阻R34的另一端与第二按键S2的一端连接，第二按键S2的另一端接地，第二十八电阻R28的另一端与第三十三电阻R33的一端连接，第三十三电阻R33的另一端与第一按键S1的一端连接，第一按键S1的另一端接地；LED灯部分电路用于硬件的调试，包括第二十九电阻R29、第三十电阻R30、第三十一电阻R31、第五发光二极管D5、第六发光二极管D6、第七发光二极管D7，第二十九电阻R29的另一端与第五发光二极管D5的正极连接，第五发光二极管D5的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的59引脚连接，第三十电阻R30的另一端与第六发光二极管D6的正极连接，第六发光二极管D6的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的60引脚连接，第三十一电阻R31的另一端与第七发光二极管D7的正极连接，第七发光二极管D7的负极与控制器芯片U4 MSP430F167的61引脚连接；JTAG程序烧录电路部分包括1*7排针JTAG、第十一电阻R11，第四十六电容C46，1*7排针JTAG的1引脚与控制器芯片U4的54引脚连接，1*7排针JTAG的2引脚与控制器芯片U4的55引脚连接，1*7排针JTAG的3引脚与控制器芯片U4的56引脚连接，1*7排针JTAG的4引脚与控制器芯片U4的57引脚连接，1*7排针JTAG的5引脚与控制器芯片U4的58引脚、第十一电阻R11的另一端、第五按键S5的一端及第四十六电容C46的一端连接，第五按键S5的另一端接地，第四十六电容C46的另一端接地，1*7排针JTAG的6引脚与第四电解电容C4的正极连接，1*7排针JTAG的7引脚接地；控制器模块包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四电容C84、第三十三电容C33、第三十四电容C34、第一晶振Y1、第二十电容C20、第三十五电容C35、第三十六电容C36、第二晶振Y2、1*6排针J18、1*6排针J17、1*5排针J11、1*6排针J19；第八十四电容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引脚接地，第三十三电容C33的一端与控制器芯片U4 MSP430F167的的53引脚及第一晶振Y1的一端连接，第三十四电容C34的一端与控制器芯片U4 MSP430F167的52引脚及第一晶振Y1的另一端连接，第三十三电容C33的另一端及第三十四电容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的1引脚与第二十电容C20的一端连接，第二十电容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引脚与第十五电阻R15的一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引脚与1*6排针J17的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引脚与1*6排针J17的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引脚与1*6排针J17的5引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引脚与1*6排针J17的6引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引脚与第二晶振Y2的一端及第三十五电容C35的一端连接，第三十五电容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引脚与第二晶振Y2的另一端及第三十六电容C36的一端连接，第三十六电容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引脚接地，控制器芯片U4 MSP430F167的16引脚与第二十七电阻R28的另一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引脚与第二十七电阻R27的另一端连接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引脚与1*5排针J11的5引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引脚与1*6排针J19的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引脚与1*6排针J19的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的31引脚与1*6排针J19的2引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引脚与1*5排针J11的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引脚与1*5排针J11的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的34引脚与1*6排针J18的4引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引脚与1*6排针J18的3引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引脚与1*6排针J18的2引脚连接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引脚与1*6排针J18的1引脚连接，1*6排针J18的6引脚、1*6排针J17的1引脚、1*5排针J11的2引脚及1*6排针J19的6引脚接地，1*6排针J18的5引脚、1*6排针J17的2引脚及1*6排针J19的5引脚与跳线帽P1的另一端连接，1*5排针J11的1引脚与第五电阻R5的另一端连接；TD‑LTE模块可以通过串口与控制器进行通信，通过1*6排针J18与网关连接；无线通信模块采用CC1101模块，通过1*5排针J11与网关连接。 |
