一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，包括圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置、路由節(jié)點(diǎn)裝置、圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置。圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置包括CMOS傳感器和鏡頭、CMOS圖像采集電路、電源管理與控制電路、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路1、天線1、鋰電池1、電池充放電管理電路1、太陽(yáng)能電能管理電路1、微型太陽(yáng)能板1。路由節(jié)點(diǎn)裝置包括低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2、天線2、鋰電池2、電池充放電管理電路2、太陽(yáng)能電能管理電路2、微型太陽(yáng)能板2。圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置包括電源管理電路3、天線3、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路、以太網(wǎng)接口。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)可多跳的遠(yuǎn)距離圖像采集、獲取和無(wú)線傳輸，以及直接連匯入以太網(wǎng)絡(luò)功能。
【專利說(shuō)明】一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明屬于先進(jìn)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)。
[0003]

【背景技術(shù)】
[0004]WSN是wireless sensor network的簡(jiǎn)稱，即無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，是由大量的靜止或移動(dòng)的傳感器節(jié)點(diǎn)以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。
[0005]ZigBee采用IEEE 802.15.4協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，廣泛應(yīng)用于傳感控制應(yīng)用(Sensor and Control)。作為一種廉價(jià)的無(wú)線傳輸技術(shù)，亦適合于特殊條件下小規(guī)模連續(xù)數(shù)據(jù)量(圖像數(shù)據(jù))、非強(qiáng)實(shí)時(shí)應(yīng)用場(chǎng)景。
[0006]


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為解決在其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(如:wif1、3G)無(wú)法覆蓋，野外工作對(duì)能耗有特殊需求、可多跳、無(wú)線信號(hào)干擾較大等條件下圖像采集應(yīng)用的需要，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，基于Zigbee無(wú)線通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)可多跳的遠(yuǎn)距離圖像采集、獲取和無(wú)線傳輸，以及直接連匯入以太網(wǎng)絡(luò)功能。
[0008]一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，包括圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(1)、路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)、圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3);先由圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(I)獲取單幀圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線信道將圖像封包信息發(fā)送至路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)，再由路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)，最后由圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)將圖像分包信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至連接到以太網(wǎng)絡(luò)中的接收終端。
[0009]所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(I)包括CMOS傳感器和鏡頭(1-1)、CMOS圖像采集電路(1-2)、電源管理與控制電路(1-3)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)、天線I (1_5)、鋰電池I (1-6)、電池充放電管理電路I (1-7)、太陽(yáng)能電能管理電路I (1-8)、微型太陽(yáng)能板 I (1_9)；
CMOS傳感器和鏡頭(1-1)的輸出端連接到CMOS圖像采集電路(1-2)的一個(gè)輸入端cl，CMOS圖像采集電路(1-2)的另一個(gè)輸入端bI連接到電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸出端c2，CM0S圖像采集電路(1-2)的一個(gè)輸入/輸出端al連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1-4)的一個(gè)輸入/輸出端d ;低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)的一個(gè)輸入/輸出端a3連接到天線I (1-5)的輸入/輸出端，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)的一個(gè)輸入端b3連接到電池充放電管理電路I (1-7)的輸出端c4，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1-4)的一個(gè)輸出端c3連接到電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸入端b2 ;電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸入端a2連接到電池充放電管理電路I (1-7)的輸出端c4 ;鋰電池I (1-6)的輸入/輸出端連接到電池充放電管理電路I (1-7)的一個(gè)輸入/輸出端a4，電池充放電管理電路I (1-7)的輸入端b4連接到太陽(yáng)能電能管理電路I (1_8)的輸出端a5;微型太陽(yáng)能板I (1-9)的輸出端連接到太陽(yáng)能電能管理電路I (1-8)的輸入端b5。
[0010]所述路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)包括低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2(2_1)、天線2(2_2)、鋰電池2 (2-3)、電池充放電管理電路2 (2-4)、太陽(yáng)能電能管理電路2 (2_5)、微型太陽(yáng)能板2 (2-6)；
低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2-1)的一個(gè)輸入/輸出端a6連接到天線2 (2-2)的輸入/輸出端，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2-1)的一個(gè)輸入端b6連接到電池充放電管理電路2 (2-4)的輸出端c7 ;鋰電池2 (2-3)的輸入/輸出端連接到電池充放電管理電路2 (2-4)的一個(gè)輸入/輸出端a7，電池充放電管理電路2 (2_4)的另輸入端b7連接到太陽(yáng)能電能管理電路2 (2-5)的輸出端a8 ;微型太陽(yáng)能板2 (2_6)的輸出端連接到太陽(yáng)能電能管理電路2 (2-5)的輸入端b8。
[0011]所述圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)包括電源管理電路3 (3-1)、天線3 (3-2)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3-3)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)、以太網(wǎng)接口(3-5)；
電源管理電路3 (3-1)的輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3_3)的輸入接口 c9，天線3 (3-2)的輸入/輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3-3)的一個(gè)輸入/輸出接口 a9，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3_3)的另一個(gè)輸入/輸出接口 b9連接到嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)的一個(gè)輸入/輸出接口 alO，嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)的另一個(gè)輸入/輸出接口 blO連接到以太網(wǎng)接口的輸入/輸出接口。
[0012]所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，CMOS圖像采集電路(2-2)通過(guò)串行RS232總線、IIC總線、SPI總線，或者使用通用1 — GP1接口構(gòu)建的總線方式與低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (2-4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0013]所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，電源管理與控制電路(1-3)，其輸入控制電壓為3.3V，非強(qiáng)磁場(chǎng)干擾環(huán)境中采用繼電器原理的方法；有強(qiáng)磁干擾的環(huán)境下采用低待機(jī)功耗(待機(jī)電流小于等于20ma)、低控制電壓(小于5V)和低壓差(控制電壓與被控電壓小于等于IV)的由MOS開(kāi)關(guān)管或者帶使能端的LDO器件所組成的電路。
[0014]以路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)形成網(wǎng)絡(luò)中繼，進(jìn)行多級(jí)級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)多跳傳輸。
[0015]所述圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)中，嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)采用的核心嵌入式微處理器為Stellaris LM3S6911，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3-3)與嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)之間可通過(guò)RS232總線、IIC總線、SPI總線，或者使用通用1—GP1接口構(gòu)建的總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0016]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極成果:
1、實(shí)現(xiàn)了在其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(如:wif1、3G)無(wú)法覆蓋，野外工作無(wú)電供給且需要長(zhǎng)時(shí)、不間斷持續(xù)工作要求下圖像采集應(yīng)用的需要。
[0017]2、圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，由低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路根據(jù)應(yīng)用需要，自休眠降低功耗，亦通過(guò)對(duì)控制電源管理與控制電路的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像采集電路供電的關(guān)斷與開(kāi)啟，達(dá)到節(jié)能的目的。
[0018]3、圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，采用新型MOS管器件構(gòu)成的電源管理與控制電路，實(shí)現(xiàn)低電平信號(hào)(3.3V)對(duì)相對(duì)高電平(5V) CMOS圖像采集電路供電管理的控制與隔離，且優(yōu)于繼電器等同效控制方法，能適用于周圍存在高頻、低頻強(qiáng)磁干擾的環(huán)境中。
[0019]4、以路由節(jié)點(diǎn)裝置形成網(wǎng)絡(luò)中繼，可多級(jí)級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)多跳傳輸；
5、實(shí)現(xiàn)zigbe協(xié)議與有線互聯(lián)網(wǎng)無(wú)縫結(jié)合，有線以太網(wǎng)及wlan無(wú)線網(wǎng)絡(luò)上的連接終端可以發(fā)送命令通過(guò)圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置主動(dòng)發(fā)送控制指令至遠(yuǎn)端圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置，其獲取的圖像等信息后，再通過(guò)無(wú)線zigbee網(wǎng)絡(luò)回饋圖像數(shù)據(jù)至有線以太網(wǎng)及wlan無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。
[0020]6、由低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路根據(jù)應(yīng)用需要，通過(guò)對(duì)控制電源管理與控制電路的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)CMOS圖像采集電路供電的關(guān)斷與開(kāi)啟，達(dá)到節(jié)能的目的，電源管理與控制電路采用低功耗非電磁器件的控制方法，可以有效防止運(yùn)行環(huán)境中高壓低頻電磁場(chǎng)、物理磁場(chǎng)的干擾。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)框圖；
圖2為本發(fā)明中圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖3為本發(fā)明中路由節(jié)點(diǎn)裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
圖4為本發(fā)明中圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置的工作原理框圖。
[0022]圖1中，1、圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置，2、路由節(jié)點(diǎn)裝置，3、圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置。
[0023]圖2中，I一 1、CM0S傳感器和鏡頭，I一2、CMOS圖像采集電路，I一3、電源管理與控制電路，I一4、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路1，I一5、天線1，I一6、鋰電池1，I一7、電池充放電管理電路1，I一8、太陽(yáng)能電能管理電路1，I一9、微型太陽(yáng)能板I。
[0024]圖3中，2— 1、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2，2— 2、天線2，2— 3、鋰電池2，2—4、電池充放電管理電路2，2— 5、太陽(yáng)能電能管理電路2，2— 6、微型太陽(yáng)能板2。
[0025]圖4中，3— 1、電源管理電路3，3— 2、天線3，3— 3、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3，3— 4、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路，3— 5、以太網(wǎng)接口。

【具體實(shí)施方式】
[0026]如圖1所示，本發(fā)明由:圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(1)，路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)，圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)組成，且:
如圖2所示，圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置由:CM0S傳感器和鏡頭(I一 1)、CMOS圖像采集電路(1—2),電源管理與控制電路(I一3)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路1( I一4)、天線1( I一5)、鋰電池I (I一6)、電池充放電管理電路I (I一7)、太陽(yáng)能電能管理電路I (I一8)、微型太陽(yáng)能板I (I一9)組成。其中:
CMOS傳感器為1/4英寸，像素分辨率為30萬(wàn)，CMOS圖像采集電路，主控圖像處理芯片為:中星微電子VC0706。
[0027]電源管理與控制電路(I一3)，主核心芯片選用:具有使能端的單9A高速低側(cè)MOSFET驅(qū)動(dòng)器； 低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)與本發(fā)明其它節(jié)點(diǎn)裝置中的“低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路”中的核心處理器配對(duì)選用基于TI公司的CC2530F256，需要無(wú)線通信距離更遠(yuǎn)時(shí)，配對(duì)選用CC2530F256和CC2591 (PA)，內(nèi)含電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路，可自適應(yīng)外部
2.9V—5.0V直流輸入；
鋰電池I (I一6)為3.7V聚合物鋰電池，容量4.7ah ；
電池充放電管理電路1(1 一7)，主核心芯片選用:AiT Semiconductor公司的低功耗雙N通道增強(qiáng)型邏輯功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管AM8205 ；
太陽(yáng)能電能管理電路I (I一8)，主核心芯片選用:MAXM公司的MAX1879;
CMOS傳感器和鏡頭(I一 I)輸出視頻信號(hào)至CMOS圖像采集電路(I 一 2)輸入端口 cl，CMOS圖像采集電路(I一2)將處理完成的圖像數(shù)據(jù)分組包通過(guò)端口 al的RS232總線分時(shí)傳送至低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)的端口 d ;低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)通過(guò)端口 d3收到圖像數(shù)據(jù)分組包后，經(jīng)過(guò)處理封包，然后將處理后的封包通過(guò)輸入/輸出端a3傳送到到天線I (I一5)的輸入/輸出端，繼而傳出圖像數(shù)據(jù)，天線I (I一5)的輸入/輸出端若收到來(lái)自路由節(jié)點(diǎn)裝置或圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置的控制端信號(hào)，則產(chǎn)生中斷轉(zhuǎn)交低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)處理和響應(yīng)。
[0028]電源管理與控制電路(I一3)的供電輸出端c2同時(shí)連接到CMOS圖像采集電路(1—2)的供電輸入端bl和低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)的供電輸入端b3 ;通過(guò)連接到電源管理與控制電路(I一3)的控制輸入端b2的GP1控制端口 c2，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (I一4)可以開(kāi)關(guān)控制電源管理與控制電路(3)對(duì)CMOS圖像采集電路(1-2)的供電輸入，達(dá)到控制裝置能耗的目的。微型太陽(yáng)能板，輸出電壓空載時(shí)為4.5—6V，安裝時(shí)與地水平面呈45度斜角向太陽(yáng)方向安裝，太陽(yáng)能電能管理電路I (I 一 8)具備穩(wěn)壓功能，保證其端口 a5輸出最大5V。
[0029]如圖3所示，路由節(jié)點(diǎn)裝置由:低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2 — 1)、天線2(2 — 2)、鋰電池2 (2 — 3)、電池充放電管理電路2 (2 — 4)、太陽(yáng)能電能管理電路2 (2 — 5)、微型太陽(yáng)能板2 (2 — 6)組成。
[0030]低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2— I)與本發(fā)明其它節(jié)點(diǎn)裝置中的“低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路”中的核心處理器配對(duì)選用基于TI公司的CC2530F256，需要無(wú)線通信距離更遠(yuǎn)時(shí)，配對(duì)選用CC2530F256和CC2591 (PA)，內(nèi)含電源轉(zhuǎn)換與穩(wěn)壓電路，可自適應(yīng)外部2.9V—5.0V直流輸入；
鋰電池2 (2 — 3)為3.7V聚合物鋰電池，容量4.7ah ;
電池充放電管理電路2(2—4)，主核心芯片選用:AiT Semiconductor公司的低功耗雙N通道增強(qiáng)型邏輯功率場(chǎng)效應(yīng)晶體管AM8205 ；
太陽(yáng)能電能管理電路2 (2 — 5)，主核心芯片選用:MAXM公司的MAX1879;
微型太陽(yáng)能板2 (2 — 6)，輸出電壓空載時(shí)為4.5 — 6V，安裝時(shí)與地水平面呈45度斜角向太陽(yáng)方向安裝，太陽(yáng)能電能管理電路I (I一8)具備穩(wěn)壓功能，保證其端口 a5輸出最大5V。
[0031]低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2— I)通過(guò)端口 a6與天線2 (2 — 2)的連接，收到來(lái)自圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置的分包數(shù)據(jù)，根據(jù)路由表地址轉(zhuǎn)發(fā)至下一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)裝置或圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置；若接收到來(lái)自上一個(gè)路由節(jié)點(diǎn)裝置或圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置的控制命令，則再根據(jù)路由表地址轉(zhuǎn)發(fā)至下一級(jí)路由節(jié)點(diǎn)裝置或圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置。
[0032]如圖4所示，圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置由:電源管理電路3 (3 — 1)、天線3 (3 — 2)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3(3 — 3)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3 — 4)、以太網(wǎng)接口(3—5)組成。其中:
嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3 — 4)采用的核心嵌入式微處理器為StellarisLM3S6911。
[0033]電源管理電路3 (3 — I)的輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3—3)的輸入接口 c9，天線3 (3 — 2)的輸入/輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3(3 — 3)的一個(gè)輸入/輸出接口 a9。當(dāng)接收到來(lái)自路由節(jié)點(diǎn)裝置或圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置的分組封包數(shù)據(jù)，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3 — 3)先將有效數(shù)據(jù)提取出來(lái)，然后通過(guò)輸入/輸出接口 b9、串行RS232接口總線將數(shù)據(jù)傳送到嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3 — 4)，其將數(shù)據(jù)再封裝成TCP/IP數(shù)據(jù)包，由以太網(wǎng)接口傳入以太網(wǎng)絡(luò)；嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3— 4)若收到來(lái)自以太網(wǎng)的命令數(shù)據(jù)包，則將命令包解包后的有效字段通過(guò)輸入輸出接口 alO串行RS232接口總線傳送至低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3 — 3)，再由其封包成802.15.4的協(xié)議包傳出。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:包括圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(1)、路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)、圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3);先由圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(I)獲取單幀圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線信道將圖像封包信息發(fā)送至路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)，再由路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)，最后由圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)將圖像分包信息通過(guò)以太網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至連接到以太網(wǎng)絡(luò)中的接收終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置(I)包括CMOS傳感器和鏡頭(1-1)、CMOS圖像采集電路(1-2)、電源管理與控制電路(1-3)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)、天線I (1_5)、鋰電池I (1-6)、電池充放電管理電路I (1-7)、太陽(yáng)能電能管理電路I (1-8)、微型太陽(yáng)能板I(1-9)； CMOS傳感器和鏡頭(1-1)的輸出端連接到CMOS圖像采集電路(1-2)的一個(gè)輸入端cl，CMOS圖像采集電路(1-2)的另一個(gè)輸入端bI連接到電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸出端c2，CM0S圖像采集電路(1-2)的一個(gè)輸入/輸出端al連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1-4)的一個(gè)輸入/輸出端d3 ;低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)的一個(gè)輸入/輸出端a3連接到天線I (1-5)的輸入/輸出端，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1_4)的一個(gè)輸入端b3連接到電池充放電管理電路I (1-7)的輸出端c4，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I (1-4)的一個(gè)輸出端c3連接到電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸入端b2 ;電源管理與控制電路(1-3)的一個(gè)輸入端a2連接到電池充放電管理電路I (1-7)的輸出端c4 ;鋰電池I (1-6)的輸入/輸出端連接到電池充放電管理電路I (1-7)的一個(gè)輸入/輸出端a4，電池充放電管理電路I (1-7)的輸入端b4連接到太陽(yáng)能電能管理電路I (1_8)的輸出端a5;微型太陽(yáng)能板I (1-9)的輸出端連接到太陽(yáng)能電能管理電路I (1-8)的輸入端b50
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)包括低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2_1)、天線2 (2_2)、鋰電池2 (2-3)、電池充放電管理電路2 (2-4)、太陽(yáng)能電能管理電路2 (2_5)、微型太陽(yáng)能板2 (2-6)； 低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2-1)的一個(gè)輸入/輸出端a6連接到天線2 (2-2)的輸入/輸出端，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路2 (2-1)的一個(gè)輸入端b6連接到電池充放電管理電路2 (2-4)的輸出端c7 ;鋰電池2 (2-3)的輸入/輸出端連接到電池充放電管理電路2 (2-4)的一個(gè)輸入/輸出端a7，電池充放電管理電路2 (2_4)的另輸入端b7連接到太陽(yáng)能電能管理電路2 (2-5)的輸出端a8 ;微型太陽(yáng)能板2 (2_6)的輸出端連接到太陽(yáng)能電能管理電路2 (2-5)的輸入端b8。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)包括電源管理電路3 (3-1)、天線3 (3-2)、低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3-3)、嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)、以太網(wǎng)接口(3-5)； 電源管理電路3 (3-1)的輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3_3)的輸入接口 c9，天線3 (3-2)的輸入/輸出接口連接到低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3-3)的一個(gè)輸入/輸出接口 a9，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3_3)的另一個(gè)輸入/輸出接口 b9連接到嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)的一個(gè)輸入/輸出接口 alO，嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)的另一個(gè)輸入/輸出接口 blO連接到以太網(wǎng)接口的輸入/輸出接口。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，CMOS圖像采集電路(2-2)通過(guò)串行RS232總線、IIC總線、SPI總線，或者使用通用1—GP1接口構(gòu)建的總線方式與低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路I(2-4)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像采集節(jié)點(diǎn)裝置中，電源管理與控制電路(1-3)，其輸入控制電壓為3.3V，非強(qiáng)磁場(chǎng)干擾環(huán)境中采用繼電器原理的方法；有強(qiáng)磁干擾的環(huán)境下采用低待機(jī)功耗一待機(jī)電流小于等于20ma、低控制電壓一小于5V)和低壓差一控制電壓與被控電壓小于等于IV的由MOS開(kāi)關(guān)管或者帶使能端的LDO器件所組成的電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:以路由節(jié)點(diǎn)裝置(2)形成網(wǎng)絡(luò)中繼，進(jìn)行多級(jí)級(jí)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)距離的數(shù)據(jù)多跳傳輸。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗無(wú)線相機(jī)系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像接收節(jié)點(diǎn)裝置(3)中，嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)采用的核心嵌入式微處理器為Stellaris LM3S6911，低功耗Zigbee嵌入式系統(tǒng)電路3 (3_3)與嵌入式網(wǎng)絡(luò)處理與轉(zhuǎn)換電路(3-4)之間可通過(guò)RS232總線、IIC總線、SPI總線，或者使用通用1 — GP1接口構(gòu)建的總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK104486545SQ201410801000
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月22日
【發(fā)明者】謝銀波, 鄭宏, 鄒夢(mèng)超 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)