帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊的制作方法
【專利摘要】一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，可以數(shù)字輸出三個方向的加速度，可用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。所述節(jié)點模塊包括：ATmega8L控制器(1)；加速度檢測采集電路(2)；GPS定位模塊(3)；通訊接口連接器(4)；電源電路(5)。本發(fā)明利用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊和單片機實現(xiàn)三軸加速度的測量，具有結構簡單，成本低廉，易于推廣等特點。
【專利說明】 帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具體來說采用8位微控制器、三軸加速度傳感器與GPS定位模塊來實現(xiàn)三個方向的加速度數(shù)字輸出，可用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。
【背景技術】
[0002]隨著信息采集與智能計算技術的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)的廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務業(yè)、環(huán)保、交通等領域得到了應用。傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，物聯(lián)網(wǎng)將依靠傳感器作為數(shù)據(jù)輸入端，通過各種傳感器采集或獲取自然界的各種物理量、化學量、生物量等，從而提高對物質世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。
[0003]GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS設備可以提供精準的空間位置信息，將GPS技術與傳感器技術、物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，在獲取傳感器所輸出的信息同時同步獲取空間位置信息，因而有利于物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣。
[0004]無線傳感器網(wǎng)絡技術作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項關鍵技術，能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡方式傳送給觀察者。ZigBee技術作為無線傳感器網(wǎng)絡技術中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點，應用范圍很廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種成本低廉、結構簡單、易于推廣的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是:一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器，還包括與控制器相連的加速度檢測采集電路；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進行數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接口連接器。
[0007]所述的加速度檢測采集電路與控制器通過模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與輸出。
[0008]所述的GPS定位模塊與控制器的1/0 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。
[0009]所述的通訊接口連接器與控制器的串口和1/0 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者與ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展,組成無線傳感器網(wǎng)絡中的一個節(jié)點?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明的整體框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明加速度檢測采集電路原理圖；
[0012]圖3是本發(fā)明GPS定位模塊電路原理圖；
[0013]圖4是本發(fā)明50管腳通訊接口連接器原理圖；
[0014]圖5是本發(fā)明的電源電路原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實例對本發(fā)明作進一步說明。
[0016]本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，采用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊與8位微控制器來實現(xiàn)三個方向的加速度數(shù)字輸出，以便用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器
(I)，還包括與控制器相連的加速度檢測采集電路(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接口連接器
(4);與控制器、加速度檢測采集電路相連的用于提供電源的電源電路(5)。
[0018]如圖2所示，加速度檢測采集電路通過模擬兩線式串行總線I2C通訊接口進行三軸加速度的采集與數(shù)字輸出。
[0019]如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過控制器的I/o 口相連，采用模擬串口時序來完成GPS坐標信息的接收。
[0020]如圖4所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊具有50管腳的通訊接口連接器，與控制器的串口和I/o 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展，組成無線傳感器網(wǎng)絡中的一個節(jié)點。
[0021]如圖5所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊由于采用電池或者外部供電兩種方式提供電源，故通過開關進行切換，BL8530-3.3V升壓芯片用于對電池供電時進行電源升壓；AMS1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片用于外部供電時進行電源的降壓與穩(wěn)壓。
【權利要求】
1.一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的加速度檢測采集電路⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的通訊接口連接器(4)。
2.根據(jù)權利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于:所述的加速度檢測采集電路(2)與控制器(I)通過模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。
3.根據(jù)權利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于:所述的GPS定位模塊(3)與控制器(I)的I/O 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。
4.根據(jù)權利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于:所述的通訊接口連接器(4)與控制器(I)的串口和I/O 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸及功能擴展。
【文檔編號】G05B19/042GK103454451SQ201210174147
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年5月29日 優(yōu)先權日:2012年5月29日
【發(fā)明者】吳興利, 田立國, 李猛, 陳志亮 申請人:天津職業(yè)技術師范大學