一種作物環(huán)境感知路由器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種作物環(huán)境感知路由器，包括有MC9S12XS128最小系統(tǒng)，MC9S12XS128最小系統(tǒng)輸出接有多路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，輸入接入有多種傳感器，MC9S12XS128最小系統(tǒng)接入有ZIGBEE模塊、通過(guò)RS232串口擴(kuò)展電路接入有GPRS模塊，光伏電池電路通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路向電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、MC9S12XS128最小系統(tǒng)、無(wú)線傳輸模塊供電。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種作物環(huán)境感知路由器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及路由器領(lǐng)域，具體為一種用于農(nóng)業(yè)的作物環(huán)境感知路由器。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)是目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的前沿?zé)狳c(diǎn)之一，其運(yùn)行在人們極少接近的惡劣農(nóng)田遠(yuǎn)程環(huán)境中采集信息。以往的路由是基于單片機(jī)構(gòu)建的，路由與信息采集器分離，利用有線或電池方式為節(jié)點(diǎn)供電。然而，縱橫交錯(cuò)的有線供電線影響大田農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，電池供電時(shí)間有限，同時(shí)基于單片機(jī)獨(dú)立的路由器和采集器節(jié)點(diǎn)成本較高、體積較大、穩(wěn)定性和可靠性較差。當(dāng)外界因素影響造成節(jié)點(diǎn)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，容易導(dǎo)致點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種用于農(nóng)業(yè)的作物環(huán)境感知路由器，針對(duì)現(xiàn)有路由器存在的問(wèn)題，采用具有速度快、功能強(qiáng)、穩(wěn)定性和、功耗低等特點(diǎn)的高性能16位單片機(jī)MC9S12XS128為微處理器，設(shè)計(jì)了能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境條件，低能耗、能源自供、低延遲、自動(dòng)修復(fù)路徑的WSN環(huán)境感知路由器。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:包括有MC9S12XS128最小系統(tǒng)，MC9S12XS128最小系統(tǒng)輸出接有多路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，MC9S12XS128最小系統(tǒng)的輸入通過(guò)電流-電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路接入有多種傳感器，所述MC9S12XS128最小系統(tǒng)接入有ZIGBEE模塊，MC9S12XS128最小系統(tǒng)通過(guò)RS232串口擴(kuò)展電路接入有GPRS模塊，由ZIGBEE模塊、GPRS模塊構(gòu)成無(wú)線傳輸模塊，還包括光伏電池電路、電壓轉(zhuǎn)換電路，所述光伏電池電路通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路向電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、MC9S12XS128最小系統(tǒng)、無(wú)線傳輸模塊供電。
[0005]所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述MC9S12XS128最小系統(tǒng)包括型號(hào)為MC9S12XS128的單片機(jī)U1，以及分別接入單片機(jī)Ul的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、插座電路、參考電壓電路、濾波電路，其中:
所述單片機(jī)Ul的VRH引腳與VRL引腳之間接有電容CVR ；
所述復(fù)位電路包括按鍵SI，按鍵SI的一端接入一個(gè)二極管Df的陽(yáng)極，二極管Df的陰極依次通過(guò)電阻R13、電容ClO與按鍵SI的另一端連接，且二極管Df的陰極與電阻R13之間接入電壓VCC，按鍵SI的另一端還接地，從電阻R13與電容ClO之間引出有導(dǎo)線，且引出導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的RESET引腳；
所述時(shí)鐘電路包括晶振Yl，晶振Yl兩端之間接入電阻Rl，晶振Yl —端通過(guò)電容Cl、另一端通過(guò)電容C2分別接地，晶振Yl兩端還分別一一對(duì)應(yīng)通過(guò)導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的XTAL引腳、EXTAL引腳；
所述插座電路采用雙排共六個(gè)引腳的接插件Header作為JATAG下載接口，接插件Header的第一個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的BKGD引腳，第四個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的RESET引腳，接插件Header的第二個(gè)引腳接地,第六個(gè)引腳接電壓VCC ；
所述參考電壓電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M4040AM3-5.0的芯片U2，芯片U2的陽(yáng)極端接地，陰極端接入單片機(jī)Ul的VRH引腳，芯片U2的陽(yáng)極端與陰極端之間接有電容C3，芯片U2的陰極端還通過(guò)電阻R2接入電壓VCC，芯片U2的接地端接地；
所述濾波電路包括電容C4、C5、C6并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)電路，以及電容C7、C8、C9，并聯(lián)電路一個(gè)并聯(lián)端接地，并聯(lián)電路中C4支路、C5支路、C6支路一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDR引腳、VDDXl引腳、VDDA引腳，并聯(lián)電路中另一個(gè)并聯(lián)端還接入電壓VCC，所述電容C7、電容C8、電容C9分別一端共接接地，電容C7、電容C8、電容C9另一端分別一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDF引腳、VDD引腳、VDDPLL引腳。
[0006]所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述電磁閥驅(qū)動(dòng)電路有六路，每路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括三極管8050、JDQ繼電器US，三極管8050的集電極接入電壓VCC，三極管8050的發(fā)射極接入JDQ繼電器US的第二引腳，六路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的三極管8050的基極分別一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的P0-P5引腳，JDQ繼電器US的第一引腳與第六引腳共接后接入電壓VCC_12，JDQ繼電器US的第五引腳接地。
[0007]所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括24V轉(zhuǎn)12V電路、24V轉(zhuǎn)5V電路、24V轉(zhuǎn)3.3V電路，其中:
所述24V轉(zhuǎn)12V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-12的穩(wěn)壓芯片U12，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳還通過(guò)電容Cil2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的頁(yè)/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U12的GND引腳還接入一個(gè)二極管D012_01的陽(yáng)極，二極管D012_01的陰極接入穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳還依次通過(guò)電感L12_01、電容Col2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的FB引腳接入電感L12_01、電容Col2_01之間，且電感L12_01、電容Col2_01之間引出有輸出導(dǎo)線輸出12V 的電壓 VCC_12 ；
所述24V轉(zhuǎn)5V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-5的穩(wěn)壓芯片U5V，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳還通過(guò)電容Cp 15接地，穩(wěn)壓芯片U5V的瓦/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U5V的GND引腳還接入一個(gè)二極管D05的陽(yáng)極，二極管D05的陰極接入穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳還依次通過(guò)電感L5、電容Co5接地，穩(wěn)壓芯片U5V的FB引腳接入電感L5、電容Co5之間，且電感L5、電容Co5之間引出有輸出導(dǎo)線輸出5V的電壓VCC ；
所述24V轉(zhuǎn)3.3V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)Ml 117-3.3的穩(wěn)壓芯片U3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的GND引腳接地，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳接入電壓VCC，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳輸出電壓
3.3V的電壓VCC_3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳與GND引腳之間接有電容CplO、電容Cpll、電容Cp12構(gòu)成的并聯(lián)支路，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳與GND引腳之間接有電容Cl3、電容C14構(gòu)成的并聯(lián)支路。
[0008]所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述光伏電池電路包括型號(hào)為電源芯片LM2576HV-ADJ的電源芯片UC、光伏電池BATTERY，電源芯片UC的第一引腳引出有正極輸出線，電源芯片UC的第二引腳接入一個(gè)二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地，電源芯片UC的第二引腳還接入一個(gè)電感LI的一端，電感LI的另一端接入兩路導(dǎo)線，電感LI另一端其中一路導(dǎo)線接有電容Cll后接地，電感LI另一端第二路導(dǎo)線依次通過(guò)串接的電阻R6、電阻R8接地，電源芯片UC的第四引腳接入電阻R6、電阻R8之間，電源芯片UC的第五引腳接地，電源芯片UC的第三引腳與電源芯片UC的第一引腳之間接有電容C12，電容C12與電源芯片UC的第三引腳引出有負(fù)極輸出線，由正、負(fù)極輸出線輸出24V電壓VCC_24，電感LI另一端與電阻R6之間引出有導(dǎo)線，電感LI另一端與電阻R6之間引出導(dǎo)線接入一個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M339的電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，電壓比較器芯片ARl的接地端接地，電壓比較器芯片ARl的反相輸入端與光伏電池BATTERY的正極連接，光伏電池BATTERY的負(fù)極接地，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的同相輸入端共接，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的輸出端之間接有電阻R5，電壓比較器芯片ARl的輸出端通過(guò)電阻R7接入一個(gè)三極管Q2的基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極通過(guò)電阻R4與一個(gè)三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極與發(fā)射極之間依次串接有電阻R3、二極管D1、二極管D2，電阻R3與二極管Dl之間引出有導(dǎo)線，電阻R3與二極管Dl之間引出導(dǎo)線接入電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R9接入光伏電池BATTERY的正極。
[0009]所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述RS232串口擴(kuò)展電路包括型號(hào)為GM8125的芯片IC4、三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2、IC3，以及四個(gè)九孔串口UART1、UART2、UART3、UART4，芯片IC4上接入有由晶振Yl、電容Cc6、電容Cc7構(gòu)成的時(shí)鐘電路，九孔串口 UARTl、UART2分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片ICl，九孔串口 UART3、UART4分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC2，三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片ICl、IC2、IC3分別通過(guò)芯片IC4與MC9S12XS128最小系統(tǒng)中MC9S12XS128的單片機(jī)Ul連接。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:
本發(fā)明的有益效果是:采用光伏發(fā)電的方式，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)能源自供；金屬外殼的節(jié)點(diǎn)安裝簡(jiǎn)單，傳感結(jié)果免受光路中光強(qiáng)以及環(huán)境電磁場(chǎng)的干擾，傳感器精度較高；便于組網(wǎng)，適合野外農(nóng)田遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)；能夠?qū)崿F(xiàn)多用途信息采集:除了農(nóng)田環(huán)境信息以外，還可以測(cè)量作物本體信息。
[0011]此外也考慮了路由節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，由于節(jié)點(diǎn)布設(shè)于自然環(huán)境中，容易受到諸如:風(fēng)吹、雨刮等影響，發(fā)生位置變化，造成動(dòng)態(tài)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路故障，因此在路由設(shè)計(jì)中考慮傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性，同時(shí)，采用移動(dòng)式路由有利于實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載平衡，網(wǎng)絡(luò)基于簇結(jié)構(gòu)并分層進(jìn)行管理，能有效地降低能量消耗，延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的生命周期。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)框圖。
[0013]圖2為本發(fā)明MC9S12XS128最小系統(tǒng)電路圖，其中:
圖2a為單片機(jī)Ul電路圖，圖2b為復(fù)位電路電路圖，圖2c為時(shí)鐘電路電路圖，圖2d為插座電路電路圖，圖2e為參考電壓電路電路圖，圖2f為濾波電路電路圖一，圖2g為濾波電
路圖~.0
[0014]圖3為本發(fā)明每路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路電路圖。
[0015]圖4為本發(fā)明電壓轉(zhuǎn)換電路電路圖，其中:
圖4a為24V轉(zhuǎn)12V電路圖，圖4b為24V轉(zhuǎn)5V電路圖，圖4c為24V轉(zhuǎn)3.3V電路。
[0016]圖5為光伏電池電路電路圖。[0017]圖6為RS232串口擴(kuò)展電路電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1所示。一種作物環(huán)境感知路由器，包括有MC9S12XS128最小系統(tǒng)，MC9S12XS128最小系統(tǒng)輸出接有多路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，MC9S12XS128最小系統(tǒng)的輸入通過(guò)電流-電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路接入有多種傳感器，MC9S12XS128最小系統(tǒng)接入有ZIGBEE模塊，MC9S12XS128最小系統(tǒng)通過(guò)RS232串口擴(kuò)展電路接入有GPRS模塊，由ZIGBEE模塊、GPRS模塊構(gòu)成無(wú)線傳輸模塊，還包括光伏電池電路、電壓轉(zhuǎn)換電路，光伏電池電路通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路向電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、MC9S12XS128最小系統(tǒng)、無(wú)線傳輸模塊供電。
[0019]如圖2所示。MC9S12XS128最小系統(tǒng)包括型號(hào)為MC9S12XS128的單片機(jī)U1，以及分別接入單片機(jī)Ul的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、插座電路、參考電壓電路、濾波電路，其中:
如圖2a所示。單片機(jī)Ul的VRH引腳與VRL引腳之間接有電容CVR;
如圖2b所示。復(fù)位電路包括按鍵SI，按鍵SI的一端接入一個(gè)二極管Df的陽(yáng)極，二極管Df的陰極依次通過(guò)電阻R13、電容ClO與按鍵SI的另一端連接，且二極管Df的陰極與電阻R13之間接入電壓VCC，按鍵SI的另一端還接地，從電阻R13與電容ClO之間引出有導(dǎo)線，且引出導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的RESET引腳；
如圖2c所示。時(shí)鐘電路包括晶振Yl，晶振Yl兩端之間接入電阻Rl，晶振Yl —端通過(guò)電容Cl、另一端通過(guò)電容C2分別接地，晶振Yl兩端還分別一一對(duì)應(yīng)通過(guò)導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的XTAL引腳、EXTAL引腳；
如圖2d所示。插座電路采用雙排共六個(gè)引腳的接插件Header作為JATAG下載接口，接插件Header的第一個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的BKGD引腳，第四個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的RESET引腳，接插件Header的第二個(gè)引腳接地,第六個(gè)引腳接電壓VCC ；
如圖2e所示。參考電壓電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M4040AIM3-5.0的芯片U2，芯片U2的陽(yáng)極端接地，陰極端接入單片機(jī)Ul的VRH引腳，芯片U2的陽(yáng)極端與陰極端之間接有電容C3，芯片U2的陰極端還通過(guò)電阻R2接入電壓VCC，芯片U2的接地端接地；
如圖2f、圖2g所示。濾波電路包括電容C4、C5、C6并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)電路，以及電容C7、C8、C9，并聯(lián)電路一個(gè)并聯(lián)端接地，并聯(lián)電路中C4支路、C5支路、C6支路一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDR引腳、VDDXl引腳、VDDA引腳，并聯(lián)電路中另一個(gè)并聯(lián)端還接入電壓VCC，所述電容C7、電容C8、電容C9分別一端共接接地，電容C7、電容C8、電容C9另一端分別——對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDF引腳、VDD引腳、VDDPLL引腳。
[0020]如圖3所示。電磁閥驅(qū)動(dòng)電路有六路，每路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括三極管8050、JDQ繼電器US，三極管8050的集電極接入電壓VCC，三極管8050的發(fā)射極接入JDQ繼電器US的第二引腳，六路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的三極管8050的基極分別一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的P0-P5引腳，JDQ繼電器US的第一引腳與第六引腳共接后接入電壓VCC_12，JDQ繼電器US的第五引腳接地。
[0021]如圖4所示。電壓轉(zhuǎn)換電路包括24V轉(zhuǎn)12V電路、24V轉(zhuǎn)5V電路、24V轉(zhuǎn)3.3V電路，其中:
如圖4a所示。24V轉(zhuǎn)12V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-12的穩(wěn)壓芯片U12，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳還通過(guò)電容Cil2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的面/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U12的GND引腳還接入一個(gè)二極管D012_01的陽(yáng)極，二極管D012_01的陰極接入穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳還依次通過(guò)電感L12_01、電容Col2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的FB引腳接入電感L12_01、電容Col2_01之間，且電感L12_01、電容Col2_01之間引出有輸出導(dǎo)線輸出12V的電壓VCC_12 ；
如圖4b所示。24V轉(zhuǎn)5V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-5的穩(wěn)壓芯片U5V，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳還通過(guò)電容Cp 15接地，穩(wěn)壓芯片U5V的面/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U5V的GND引腳還接入一個(gè)二極管D05的陽(yáng)極，二極管D05的陰極接入穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳還依次通過(guò)電感L5、電容Co5接地，穩(wěn)壓芯片U5V的FB引腳接入電感L5、電容Co5之間，且電感L5、電容Co5之間引出有輸出導(dǎo)線輸出5V的電壓VCC ；
如圖4c所示。24V轉(zhuǎn)3.3V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M1117-3.3的穩(wěn)壓芯片U3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的GND引腳接地，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳接入電壓VCC，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳輸出電壓3.3V的電壓VCC_3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳與GND引腳之間接有電容CplO、電容Cpll、電容Cpl2構(gòu)成的并聯(lián)支路，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳與GND引腳之間接有電容C13、電容C14構(gòu)成的并聯(lián)支路。
[0022]如圖5所示。光伏電池電路包括型號(hào)為電源芯片LM2576HV-ADJ的電源芯片UC、光伏電池BATTERY，電源芯片UC的第一引腳引出有正極輸出線，電源芯片UC的第二引腳接入一個(gè)二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地，電源芯片UC的第二引腳還接入一個(gè)電感LI的一端，電感LI的另一端接入兩路導(dǎo)線，電感LI另一端其中一路導(dǎo)線接有電容Cll后接地，電感LI另一端第二路導(dǎo)線依次通過(guò)串接的電阻R6、電阻R8接地，電源芯片UC的第四引腳接入電阻R6、電阻R8之間，電源芯片UC的第五引腳接地，電源芯片UC的第三引腳與電源芯片UC的第一引腳之間接有電容C12，電容C12與電源芯片UC的第三引腳引出有負(fù)極輸出線，由正、負(fù)極輸出線輸出24V電壓VCC_24，電感LI另一端與電阻R6之間引出有導(dǎo)線，電感LI另一端與電阻R6之間引出導(dǎo)線接入一個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M339的電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，電壓比較器芯片ARl的接地端接地，電壓比較器芯片ARl的反相輸入端與光伏電池BATTERY的正極連接，光伏電池BATTERY的負(fù)極接地，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的同相輸入端共接，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的輸出端之間接有電阻R5，電壓比較器芯片ARl的輸出端通過(guò)電阻R7接入一個(gè)三極管Q2的基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極通過(guò)電阻R4與一個(gè)三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極與發(fā)射極之間依次串接有電阻R3、二極管D1、二極管D2，電阻R3與二極管Dl之間引出有導(dǎo)線，電阻R3與二極管Dl之間引出導(dǎo)線接入電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R9接入光伏電池BATTERY的正極。
[0023]如圖6所示。RS232串口擴(kuò)展電路包括型號(hào)為GM8125的芯片IC4、三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2、IC3，以及四個(gè)九孔串口 UART1、UART2、UART3、UART4，芯片IC4上接入有由晶振Y1、電容Cc6、電容Cc7構(gòu)成的時(shí)鐘電路，九孔串口 UART1、UART2分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片ICl，九孔串口 UART3、UART4分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC2，三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2、IC3分別通過(guò)芯片IC4與MC9S12XS128最小系統(tǒng)中MC9S12XS128的單片機(jī)Ul連接。
【權(quán)利要求】
1.一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:包括有MC9S12XS128最小系統(tǒng)，MC9S12XS128最小系統(tǒng)輸出接有多路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，MC9S12XS128最小系統(tǒng)的輸入通過(guò)電流-電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換電路接入有多種傳感器，所述MC9S12XS128最小系統(tǒng)接入有ZIGBEE模塊，MC9S12XS128最小系統(tǒng)通過(guò)RS232串口擴(kuò)展電路接入有GPRS模塊，由ZIGBEE模塊、GPRS模塊構(gòu)成無(wú)線傳輸模塊，還包括光伏電池電路、電壓轉(zhuǎn)換電路，所述光伏電池電路通過(guò)電壓轉(zhuǎn)換電路向電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、MC9S12XS128最小系統(tǒng)、無(wú)線傳輸模塊供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述MC9S12XS128最小系統(tǒng)包括型號(hào)為MC9S12XS128的單片機(jī)Ul，以及分別接入單片機(jī)Ul的復(fù)位電路、時(shí)鐘電路、插座電路、參考電壓電路、濾波電路，其中: 所述單片機(jī)Ul的VRH引腳與VRL引腳之間接有電容CVR ； 所述復(fù)位電路包括按鍵SI，按鍵SI的一端接入一個(gè)二極管Df的陽(yáng)極，二極管Df的陰極依次通過(guò)電阻R13、電容ClO與按鍵SI的另一端連接，且二極管Df的陰極與電阻R13之間接入電壓VCC，按鍵SI的另一端還接地，從電阻R13與電容ClO之間引出有導(dǎo)線，且引出導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的RESET引腳； 所述時(shí)鐘電路包括晶振Yl，晶振Yl兩端之間接入電阻Rl，晶振Yl —端通過(guò)電容Cl、另一端通過(guò)電容C2分別接地，晶振Yl兩端還分別一一對(duì)應(yīng)通過(guò)導(dǎo)線接入單片機(jī)Ul的XTAL引腳、EXTAL引腳; 所述插座電路采用雙排共六個(gè)引腳的接插件Header作為JATAG下載接口，接插件Header的第一個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的BKGD引腳，第四個(gè)引腳接單片機(jī)Ul的RESET引腳，接插件Header的第二個(gè)引腳接地,第六個(gè)引腳接電壓VCC ； 所述參考電壓電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M4040AM3-5.0的芯片U2，芯片U2的陽(yáng)極端接地，陰極端接入單片機(jī)Ul的VRH引腳，芯片U2的陽(yáng)極端與陰極端之間接有電容C3，芯片U2的陰極端還通過(guò)電阻R2接入電壓VCC，芯片U2的接地端接地； 所述濾波電路包括電容C4、C5、C6并聯(lián)構(gòu)成的并聯(lián)電路，以及電容C7、C8、C9，并聯(lián)電路一個(gè)并聯(lián)端接地，并聯(lián)電路中C4支路、C5支路、C6支路一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDR引腳、VDDXl引腳、VDDA引腳，并聯(lián)電路中另一個(gè)并聯(lián)端還接入電壓VCC，所述電容C7、電容C8、電容C9分別一端共接接地，電容C7、電容C8、電容C9另一端分別一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的VDDF引腳、VDD引腳、VDDPLL引腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述電磁閥驅(qū)動(dòng)電路有六路，每路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路包括三極管8050、JDQ繼電器US，三極管8050的集電極接入電壓VCC，三極管8050的發(fā)射極接入JDQ繼電器US的第二引腳，六路電磁閥驅(qū)動(dòng)電路的三極管8050的基極分別一一對(duì)應(yīng)接入單片機(jī)Ul的P0-P5引腳，JDQ繼電器US的第一引腳與第六引腳共接后接入電壓VCC_12，JDQ繼電器US的第五引腳接地。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述電壓轉(zhuǎn)換電路包括24V轉(zhuǎn)12V電路、24V轉(zhuǎn)5V電路、24V轉(zhuǎn)3.3V電路，其中: 所述24V轉(zhuǎn)12V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-12的穩(wěn)壓芯片U12，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U12的IN引腳還通過(guò)電容Cil2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的面/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U12的GND引腳還接入一個(gè)二極管D012_01的陽(yáng)極，二極管D012_01的陰極接入穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U12的OUT引腳還依次通過(guò)電感L12_01、電容Col2_01接地，穩(wěn)壓芯片U12的FB引腳接入電感L12_01、電容Col2_01之間，且電感L12_01、電容Col2_01之間引出有輸出導(dǎo)線輸出12V 的電壓 VCC_12 ； 所述24V轉(zhuǎn)5V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)M2576HVT-5的穩(wěn)壓芯片U5V，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳接入光伏電池電路輸出的電壓VCC_24，穩(wěn)壓芯片U5V的IN引腳還通過(guò)電容Cp 15接地，穩(wěn)壓芯片U5V的面/OFF引腳、GND引腳共接后接地，穩(wěn)壓芯片U5V的GND引腳還接入一個(gè)二極管D05的陽(yáng)極，二極管D05的陰極接入穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳，穩(wěn)壓芯片U5V的OUT引腳還依次通過(guò)電感L5、電容Co5接地，穩(wěn)壓芯片U5V的FB引腳接入電感L5、電容Co5之間，且電感L5、電容Co5之間引出有輸出導(dǎo)線輸出5V的電壓VCC ； 所述24V轉(zhuǎn)3.3V電路包括型號(hào)為L(zhǎng)Ml 117-3.3的穩(wěn)壓芯片U3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的GND引腳接地，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳接入電壓VCC，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳輸出電壓3.3V的電壓VCC_3.3，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vin引腳與GND引腳之間接有電容CplO、電容Cpll、電容Cp12構(gòu)成的并聯(lián)支路，穩(wěn)壓芯片U3.3的Vout引腳與GND引腳之間接有電容Cl3、電容C14構(gòu)成的并聯(lián)支路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述光伏電池電路包括型號(hào)為電源芯片LM2576HV-ADJ的電源芯片UC、光伏電池BATTERY，電源芯片UC的第一引腳引出有正極輸出線，電源芯片UC的第二引腳接入一個(gè)二極管D3的陰極，二極管D3的陽(yáng)極接地，電源芯片UC的第二引腳還接入一個(gè)電感LI的一端，電感LI的另一端接入兩路導(dǎo)線，電感LI另一端其中一路導(dǎo)線接有電容Cll后接地，電感LI另一端第二路導(dǎo)線依次通過(guò)串接的電阻R6、電阻R8接地，電源芯片UC的第四引腳接入電阻R6、電阻R8之間，電源芯片UC的第五引腳接地，電源芯片UC的第三引腳與電源芯片UC的第一引腳之間接有電容C12，電容C12與電源芯片UC的第三引腳引出有負(fù)極輸出線，由正、負(fù)極輸出線輸出24V電壓VCC_24，電感LI另一端與電阻R6之間引出有導(dǎo)線，電感LI另一端與電阻R6之間引出導(dǎo)線接入一個(gè)型號(hào)為L(zhǎng)M339的電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，電壓比較器芯片ARl的接地端接地，電壓比較器芯片ARl的反相輸入端與光伏電池BATTERY的正極連接，光伏電池BATTERY的負(fù)極接地，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的同相輸入端共接，電壓比較器芯片ARl的電源端與電壓比較器芯片ARl的輸出端之間接有電阻R5，電壓比較器芯片ARl的輸出端通過(guò)電阻R7接入一個(gè)三極管Q2的基極，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Q2的集電極通過(guò)電阻R4與一個(gè)三極管Ql的基極連接，三極管Ql的集電極與發(fā)射極之間依次串接有電阻R3、二極管D1、二極管D2，電阻R3與二極管Dl之間引出有導(dǎo)線，電阻R3與二極管Dl之間引出導(dǎo)線接入電壓比較器芯片ARl的同相輸入端，三極管Ql的集電極通過(guò)電阻R9接入光伏電池BATTERY的正極。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種作物環(huán)境感知路由器，其特征在于:所述RS232串口擴(kuò)展電路包括型號(hào)為GM8125的芯片IC4、三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2、IC3，以及四個(gè)九孔串口 UART1、UART2、UART3、UART4，芯片IC4上接入有由晶振Y1、電容Cc6、電容Cc7構(gòu)成的時(shí)鐘電路，九孔串口 UARTl、UART2分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片ICl，九孔串口 UART3、UART4分別接入MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC2，三個(gè)MAX232電平轉(zhuǎn)換芯片IC1、IC2、IC3分別通過(guò)芯片IC4與MC9S12XS128最小系統(tǒng)中MC9S12XS128的單片機(jī)Ul連接。
【文檔編號(hào)】H04L12/771GK103916324SQ201410122681
【公開(kāi)日】2014年7月9日 申請(qǐng)日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】焦俊, 張友華, 汪宏喜, 宋宇, 伍德林, 錢(qián)良存, 范國(guó)華 申請(qǐng)人:安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)