專利名稱:可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊的制作方法
技術領域:
本實用新型涉及一種可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,屬于電子測控領域。
背景技術:
隨著計算機與信息技術在農(nóng)業(yè)上的廣泛應用,精準農(nóng)業(yè)控制可以極大地節(jié)約各種原料的投入,大大降低生產(chǎn)成本,提高土地的收益率,同時十分有利于環(huán)境保護。精準農(nóng)業(yè)前提就是農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的精確獲得,如光照、溫度、濕度等信息的采集??蓡拘训臒o線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊通過實時測量環(huán)境中的溫濕度信息,傳送給信息中心收集和處理,為農(nóng)作物提供一最佳的生長環(huán)境,促進農(nóng)作物的產(chǎn)量提供準確的、科學的依據(jù)。目前溫濕度信息監(jiān)測在農(nóng)業(yè)大棚、糧倉、食品倉庫等方面應用越來越廣泛,隨之而來對成本、精確度、操作簡便性等要求也越來越高。一方面要求溫濕度傳感器采集精度要高、速度要快,另一方面要求操作簡便、信息傳輸快。目前,無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點采用復雜的MAC協(xié)議和精準、高成本的時間同步協(xié)議進行數(shù)據(jù)路由,實現(xiàn)2個相鄰傳感器節(jié)點或傳感器節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通訊,這種方法使得節(jié)點在通訊上的能耗較大,降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?,影響了整個網(wǎng)絡的壽命。因此采用無線傳感器網(wǎng)絡設計一種低成本、低功耗、可喚醒的數(shù)字溫濕度節(jié)點模塊是最佳選擇。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型為解決 農(nóng)業(yè)大棚、糧倉溫度檢測的問題提出的一種可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊。一種可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,包括電源電路1、溫濕度傳感器接口電路2、單片機電路3和射頻電路4,溫濕度傳感器接口電路2和射頻電路4分別與單片機電路3連接,單片機電路3包含一個微控制器U3,溫濕度傳感器接口電路2包含一個溫濕度傳感器U2,射頻電路4包含一個射頻芯片U1,其特征在于溫濕度節(jié)點模塊還包含喚醒電路5,喚醒電路5與單片機電路3連接,喚醒電路5包含一個喚醒芯片U4,用于喚醒溫濕度節(jié)點。本實用新型采用用喚醒電路協(xié)調(diào)2個相鄰傳感器節(jié)點或傳感器節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通訊,克服了傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡用復雜的MAC協(xié)議和精準、高成本的時間同步協(xié)議進行數(shù)據(jù)路由的問題,提高了系統(tǒng)通信的可靠性;具有良好的擴展性;安裝簡便,節(jié)約了成本;簡化了通信協(xié)議,降低了節(jié)點的通訊能耗,延長了網(wǎng)絡的生命周期。
圖1是本實用新型的結構框圖。[0010]圖2是本實用新型的電路原理圖。
具體實施方式
如圖1所示,本發(fā)明的可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊包括電源電路1、溫濕度傳感器接口電路2、單片機電路3、射頻電路4和喚醒電路5,溫濕度傳感器接口電路2、射頻電路4和喚醒電路5分別與單片機電路3連接,單片機電路3包含一個微控制器U3(MSP430F149),溫濕度傳感器接口電路2包含一個溫濕度傳感器U2(SHT1X),射頻電路4包含一個射頻芯片Ul (CC1000),喚醒電路5包含一個喚醒芯片U4 (AS3930),用于喚醒溫濕度節(jié)點。如圖2所示,電源電路采用3節(jié)干電池供電,首先經(jīng)過一個二極管(型號4007)降壓,然后通過一個電容(型號10uf)濾波后一端接到單片機、射頻芯片模擬電源輸入端,另外一端通過一個電阻(型號0歐姆)輸出為微控制器、溫濕度傳感器、射頻芯片和喚醒芯片的數(shù)字電源輸入供電。溫濕度傳感器U2的輸出信號端DATA與微控制器U3的P6. 0端連接,溫濕度傳感器U2的的時鐘輸入端SCK與微控制 器U3的P6.1端相連。射頻芯片Ul的DI0、DCLK、PCLK、PDATA 和 PALE 端口分別和微控制器 U3 的 P4. 6、P5. 4、P5. 3、P5. 1、P5. 0 端口連接,接收單片機處理后的溫濕度數(shù)據(jù)。射頻芯片經(jīng)過發(fā)射和接收路徑LC濾波電路后與天線連接,與匯聚節(jié)點進行無線通信傳輸數(shù)據(jù)。喚醒芯片U4的CS、SCL、SD1、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT、XOUT 端口分別和微控制器 U2 的 P2. 3、P2. 4、P4. 5、P4. 7、Pl. 3、P3. 7、P3. 6 端口相連,用于喚醒溫濕度節(jié)點。本實用新型可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊采用干電池供電,使用高性能的單片機技術、射頻技術和無線傳感器網(wǎng)絡技術。采用3節(jié)5號可充電電池產(chǎn)生工作電源,通過溫濕度傳感器SHTll構成溫濕度檢測電路,通過AS3930喚醒傳感器節(jié)點,通過嵌入式微控制器MSP430F149監(jiān)測、采集和處理溫濕度信息,并將處理后的溫濕度數(shù)據(jù)輸出給射頻芯片CC1000 ;射頻芯片通過天線,將溫濕度數(shù)據(jù)以無線方式發(fā)送給匯聚節(jié)點。
權利要求1.一種可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,包括電源電路(I)、溫濕度傳感器接口電路(2)、單片機電路(3)和射頻電路(4),溫濕度傳感器接口電路(2)和射頻電路(4)分別與單片機電路(3 )連接,單片機電路(3 )包含一個微控制器(U3 ),溫濕度傳感器接口電路(2)包含一個溫濕度傳感器(U2),射頻電路(4)包含一個射頻芯片(Ul),其特征在于溫濕度節(jié)點模塊還包含喚醒電路(5 ),喚醒電路(5 )與單片機電路(3 )連接,包含一個喚醒芯片(U4),用于喚醒溫濕度節(jié)點。
2.如權利要求1所述的可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,其特征在于,喚醒芯片(U4)的 CS、SCL、SD1、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT、XOUT 端口分別和微控制器(U3)的 P2. 3、P2. 4、P4. 5、P4. 7、Pl. 3、P3. 7、P3. 6 端口相連。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,其特征在于溫濕度傳感器(U2)的輸出信號端DATA與微控制器(U3)的P6. O端連接,溫濕度傳感器(U2)的時鐘輸入端SCK與微控制器(U3)的P6.1端相連。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,其特征在于射頻芯片(Ul)的DIO、DCLK、PCLK、PDATA和PALE端口分別和微控制器(U3)的P4. 6、P5. 4、P5. 3、P5. 1、P5. O 端口連接。
專利摘要本實用新型公開了一種可喚醒的無線傳感器網(wǎng)絡溫濕度節(jié)點模塊,屬于電子測控領域。包括電源電路、溫濕度傳感器接口電路、單片機電、射頻電路和喚醒電路,溫濕度傳感器接口電路、射頻電路、喚醒電路分別與單片機電路連接,喚醒電路包含一個喚醒芯片,用于喚醒溫濕度節(jié)點。本實用新型用喚醒電路協(xié)調(diào)2個相鄰傳感器節(jié)點或傳感器節(jié)點與匯聚節(jié)點之間的數(shù)據(jù)通訊,克服了傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡用復雜的MAC協(xié)議和精準、高成本的時間同步協(xié)議進行數(shù)據(jù)路由的問題,提高了系統(tǒng)通信的可靠性;具有良好的擴展性;安裝簡便,節(jié)約了成本;簡化了通信協(xié)議,降低了節(jié)點的通訊能耗,延長了網(wǎng)絡的生命周期。
文檔編號H04W52/02GK202873072SQ20122051870
公開日2013年4月10日 申請日期2012年10月10日 優(yōu)先權日2012年10月10日
發(fā)明者嚴錫君, 余敏, 嚴妍, 孫桐, 王玲玲, 胡經(jīng)緯, 孟祥薇, 卜旸, 趙光辰, 李亞東 申請人:河海大學