一種高精度無線傳感器節(jié)點及無線傳感器網絡節(jié)點系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術領域，具體涉及一種高精度無線傳感器節(jié)點及無線傳感器網絡節(jié)點系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有的無線傳感器節(jié)點在數(shù)據(jù)采集精度上存在缺陷，主要表現(xiàn)為電壓分辨率過低和采集誤差較大。目前無線傳感器節(jié)點的電壓分辨率通常在2.5mV左右，采集誤差在5%?10%之間。
[0003]造成現(xiàn)有無線傳感器節(jié)點電壓分辨率過低的主要原因是現(xiàn)有的節(jié)點為了節(jié)約能耗通常采用MCU內部集成的AD轉換器。因為適用于無線傳感器節(jié)點的MCU通常集成度都非常高，而系統(tǒng)對能耗的要求也非常高，所以MCU內集成的AD轉換器一般不超過14位，有效位一般不超過12位。這種AD轉換器能夠滿足一般的數(shù)據(jù)采集要求，但對于一些高精度低輸出的傳感器就無能為力了。
[0004]造成數(shù)據(jù)采集誤差較大的原因來自于多方面因素:來自射頻模塊的高頻串擾、來自傳感器本身的電源串擾等。除了傳感器本身的電源串擾外，其他串擾都是通過電源和地傳入ADC采樣通道。
[0005]基于上述描述，需要提供一種無線傳感器節(jié)點，能夠克服上述問題，完成數(shù)據(jù)的高精度采集。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明提供一種高精度無線傳感器節(jié)點及無線傳感器網絡節(jié)點系統(tǒng)，能夠完成數(shù)據(jù)的高精度采集。
[0007]第一方面，本發(fā)明提供一種高精度無線傳感器節(jié)點，包括依次連接的:傳感器、A/D轉換器和主控制器，所述無線傳感器節(jié)點還包括電源系統(tǒng)，為所述無線傳感器節(jié)點供電；
[0008]其中，所述主控制器中設置有無線收發(fā)模塊；
[0009]其中，所述A/D轉換器為24位的數(shù)模轉換芯片；
[0010]其中，所述傳感器和所述A/D轉換器之間設置有低通濾波器，所述低通濾波器用于濾掉所述傳感器采集的數(shù)據(jù)中的電源串擾信號；
[0011]其中，所述A/D轉換器和所述主控制器之間設置有具有預設阻抗值的磁珠，所述磁珠用于將無線收發(fā)模塊的電源和地與A/D轉換器的電源和地進行隔離，為A/D轉換器提供一個純凈的電源和地。
[0012]優(yōu)選地，所述電源系統(tǒng)為不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽能電池板；
[0013]在所述太陽能電池板輸出電壓低于第一預設閾值時，所述鋰電池為所述無線傳感器節(jié)點供電；
[0014]在所述太陽能電池板輸出電壓大于等于第一預設閾值時，所述太陽能電池板為所述無線傳感器節(jié)點供電。
[0015]優(yōu)選地，在所述太陽能電池板輸出電壓大于等于第二預設閾值時，所述太陽能電池板不但為所述無線傳感器節(jié)點供電，還為所述鋰電池充電。
[0016]優(yōu)選地，所述無線傳感器節(jié)點還包括控制開關，所述控制開關用于在第一預設時間點打開所述傳感器，且在與所述第一預設時間點對應的第二預設時間點關閉所述傳感器。
[0017]優(yōu)選地，所述第一預設時間點和第二預設時間點的個數(shù)為一個以上。
[0018]優(yōu)選地，所述主控制器為MC13226芯片。
[0019]優(yōu)選地，所述A/D轉換器為AD7799數(shù)模轉換芯片。
[0020]優(yōu)選地，所述預設阻抗值為300歐。
[0021]第二方面，本發(fā)明提供一種無線傳感器網絡節(jié)點系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心、匯聚節(jié)點和多個無線傳感器節(jié)點；
[0022]每個所述無線傳感器節(jié)點將采集的數(shù)據(jù)通過短距離無線方式發(fā)送給所述匯集節(jié)占.V，
[0023]所述匯聚節(jié)點通過長距離無線通信方式將所述多個無線傳感器節(jié)點采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。
[0024]優(yōu)選地，所述長距離無線通信方式包括GPRS和短信息SMS通信。
[0025]由上述技術方案可知，本發(fā)明無線傳感器節(jié)點通過利用24位的A/D轉換器，提高無線傳感器節(jié)點電壓分辨率，并通過在傳感器和所述A/D轉換器之間設置低通濾波器以及在A/D轉換器和主控制器之間設置具有預設阻抗值的磁珠來消除傳感器本身的電源干擾和來自射頻模塊的高頻串擾，從而提高無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本發(fā)明實施例一提供的高精度無線傳感器節(jié)點的結構示意圖；
[0028]圖2是本發(fā)明實施例一的一個優(yōu)選實施例提供的高精度無線傳感器節(jié)點的結構示意圖；
[0029]圖3是本發(fā)明實施例二提供的無線傳感器網絡節(jié)點系統(tǒng)的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0030]為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0031]圖1示出了本發(fā)明實施例一提供的高精度無線傳感器節(jié)點的結構示意圖，所述高精度無線傳感器節(jié)點包括依次連接的傳感器11、A/D轉換器12和主控制器13，所述無線傳感器節(jié)點還包括電源系統(tǒng)14，為所述無線傳感器節(jié)點供電；
[0032]其中，所述主控制器13中設置有無線收發(fā)模塊；
[0033]其中，所述A/D轉換器12為24位的數(shù)模轉換芯片；
[0034]其中，所述傳感器11和所述A/D轉換器12之間設置有低通濾波器15，所述低通濾波器15用于濾掉所述傳感器采集的數(shù)據(jù)中的電源串擾信號；
[0035]其中，所述A/D轉換器12和所述主控制器13之間設置有具有預設阻抗值的磁珠16，所述磁珠16用于將無線收發(fā)模塊的電源和地與A/D轉換器的電源和地進行隔離，為A/D轉換器12提供一個純凈的電源和地。
[0036]本發(fā)明實施例所述的無線傳感器節(jié)點通過利用24位的A/D轉換器，提高無線傳感器節(jié)點電壓分辨率，并通過在傳感器和所述A/D轉換器之間設置低通濾波器以及在A/D轉換器和主控制器之間設置具有預設阻抗值的磁珠來消除傳感器本身的電源干擾和來自射頻模塊的高頻串擾，從而提高無線傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)采集精度。
[0037]在本發(fā)明實施例一的一個優(yōu)選實施例中，參見圖2，所述電源系統(tǒng)為不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽能電池板；
[0038]在所述太陽能電池板輸出電壓低于第一預設閾值時，所述鋰電池為所述無線傳感器節(jié)點供電；
[0039]在所述太陽能電池板輸出電壓大于等于第一預設閾值時，所述太陽能電池板為所述無線傳感器節(jié)點供電。
[0040]優(yōu)選地，在所述太陽能電池板輸出電壓大于等于第二預設閾值時，所述太陽能電池板不但為所述無線傳感器節(jié)點供電，還為所述鋰電池充電。
[0041]優(yōu)選地，所述第一預設閾值為2.6V。
[0042]優(yōu)選地，所述第二預設閾值為3.0V。
[0043]無線傳感器節(jié)點所接的傳感器主要采用2.5V供電電壓，雖然對電流要求普遍較小，但如果傳感器長時間不間斷的使用依然會造成電能的快速流失，使鋰電池長期處在充電狀態(tài)。由于鋰電池充放電次數(shù)有限，長期充電會使鋰電池失效。為此，為了進一步提高節(jié)點工作壽命，減少電池能量消耗，只在傳感器節(jié)點需要感知時再打開電源，在其他時間關閉電源。
[0044]因此，在本發(fā)明實施例一的一個優(yōu)選實施例中，參見圖2，所述高精度無線傳感器節(jié)點還包括控制開關17