一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括手機(jī)終端，主控中心單元，與主控中心單元連接的無線通信模塊、電源模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和喚醒時(shí)鐘模塊，所述手機(jī)終端通過無線通信模塊與主控中心單元進(jìn)行通信；還包括第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別包括第一傳感器模塊組、第二傳感器模塊組和第三傳感器模塊組，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別通過無線通信模塊與主控中心單元通信，本實(shí)用新型不僅能夠?qū)崟r(shí)解決傳統(tǒng)組網(wǎng)的功耗問題，而且通過省去繁瑣布線，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，通過多個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)不同區(qū)域不同場(chǎng)所實(shí)行分類控制。
【專利說明】
一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，特別是涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)就是由部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)大量的廉價(jià)微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對(duì)象的信息，并發(fā)送給觀察者。傳感器、感知對(duì)象和觀察者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素?？梢哉f無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的采集、處理和傳輸?shù)裙δ?，并且無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可應(yīng)用到軍事、航空、防爆、救災(zāi)、環(huán)境、醫(yī)療、保健、家居、工業(yè)、商業(yè)等領(lǐng)域。
[0003]在專利號(hào)為0附015411028，【公開日】期為2010.12.22的專利文件中公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過用于采集數(shù)據(jù)的傳感器模塊、無線通信模塊和無線操作系統(tǒng)的處理器等模塊;實(shí)現(xiàn)了處理器中不需裝設(shè)操作系統(tǒng)，就能大大提高工作效率。
[0004]在專利號(hào)為0吧038949361]，【公開日】期為2014.10.22的專利文件中公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通過收發(fā)模塊、控制模塊、傳感模塊和電源管理模塊，并且融合RFID的WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)，不僅能夠識(shí)別物品同時(shí)還能夠獲取物品的環(huán)境信息也即物品的環(huán)境信息，增加了支持2.45G微波頻段下對(duì)IS018000-4協(xié)議RFID標(biāo)簽的讀寫功能，同時(shí)兼容溫濕度信息采集，改善了現(xiàn)有的WSN節(jié)點(diǎn)功能單一適用范圍小的缺點(diǎn)，具有低功耗和占用資源少的優(yōu)勢(shì)。
[0005]在專利號(hào)為CN203206479U，【公開日】期為2013.09.18的專利文件中公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括微處理器、環(huán)境檢測(cè)模塊、無線收發(fā)裝置、時(shí)鐘模塊和電源模塊;不僅降低了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的使用成本，而且提高了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和可靠性。
[0006]但是現(xiàn)有技術(shù)中，主要是針對(duì)局部范圍，對(duì)于大規(guī)模組網(wǎng)缺乏相應(yīng)的技術(shù)手段，本方案欲提供一種新的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不僅降低成本，而且使用壽命長(zhǎng)，管理方便，尤其適用于學(xué)校、企業(yè)等大型場(chǎng)所。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本實(shí)用新型提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，不僅能夠?qū)崟r(shí)解決傳統(tǒng)組網(wǎng)的功耗問題，而且通過省去繁瑣布線，節(jié)省經(jīng)濟(jì)成本，通過多個(gè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，可以對(duì)不同區(qū)域不同場(chǎng)所實(shí)行分類控制。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0009]—種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括手機(jī)終端，主控中心單元，與主控中心單元連接的無線通信模塊、電源模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和喚醒時(shí)鐘模塊，所述手機(jī)終端通過無線通信模塊與主控中心單元進(jìn)行通信；
[0010]還包括第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別包括第一傳感器模塊組、第二傳感器模塊組和第三傳感器模塊組，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別通過無線通信模塊與主控中心單元通信。
[0011 ]優(yōu)選地，所述無線通信模塊包括GSM模塊和ZigBee模塊。
[0012]優(yōu)選地，所述第一傳感器模塊組為若干個(gè)照明傳感器。
[0013]優(yōu)選地，還包括空調(diào)系統(tǒng)，所述第二傳感器模塊組包括溫度傳感器、濕度觸感器和照明傳感器。
[0014]優(yōu)選地，包括噴淋裝置和報(bào)警裝置，所述第三傳感器模塊組包括煙霧傳感器、玻璃破碎探測(cè)器和人體紅外傳感器。
[0015]優(yōu)選地，所述電源模塊包括太陽能電池板和充電電池，所述太陽能電池板采用單晶硅或多晶硅材料。
[0016]優(yōu)選地，還包含遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和服務(wù)器，所述主控中心單元將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)時(shí)查看服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息。
[0017]本實(shí)用新型的有益效果:
[0018]本實(shí)用新型省去了繁瑣的布線，加入了手機(jī)終端，具有遠(yuǎn)程控制功能，同時(shí)加入系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和喚醒時(shí)鐘模塊，使得網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)時(shí)間同步，減少節(jié)點(diǎn)頻繁的周期喚醒與休眠、節(jié)約大量電池能量，同時(shí)電源模塊還包括太陽能電池板等，極大降低系統(tǒng)功耗。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0021]—種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，如圖1所示，包括手機(jī)終端，主控中心單元，與主控中心單元連接的無線通信模塊、電源模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和喚醒時(shí)鐘模塊，所述手機(jī)終端通過無線通信模塊與主控中心單元進(jìn)行通信;還包括第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別包括第一傳感器模塊組、第二傳感器模塊組和第三傳感器模塊組，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別通過無線通信模塊與主控中心單元通信。
[0022]I)選用TI公司的CC2430單片機(jī)作為ZigBee模塊監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的控制器，它是一款高性能、低功耗的8051內(nèi)核的單片機(jī)。也是一款符合IEEE802.15.4規(guī)范的2.4GHz的射頻器件，硬件支持載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)(CSMA/CA)，2.0?3.6V的工作電壓有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)低功耗。通過連接在控制中心的ZigBee模塊，建立無線星形ZigBee網(wǎng)絡(luò)。
[0023]2)主控中心單元采用8位單片機(jī)ATMegal28，該器件是一款高性能、低功耗的RISC結(jié)構(gòu)的單片機(jī)，大多數(shù)指令可在I個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成，最高工作于16MHz，具有128K的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash，4K字節(jié)的EEPROM和2個(gè)串行接口。它與無線通信模塊中的GSM模塊、ZigBee模塊和服務(wù)器相以及遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)連接。其中，GSM模塊采用TC35i模塊。它通過串行UART接口直接與主控中心單元相連。
[0024]3)喚醒時(shí)鐘模塊控制監(jiān)控節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間休眠與定時(shí)喚醒工作模式轉(zhuǎn)換，由主控中心單元設(shè)置所述的喚醒時(shí)鐘模塊休眠和工作時(shí)間的分配，喚醒時(shí)鐘模塊中的時(shí)鐘芯片與主控中心單元相連的中斷引腳輸出脈沖的下降沿或上升沿來喚醒主控中心單元，由主控中心單元控制整個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)入工作狀態(tài)，等待響應(yīng)上位機(jī)(手機(jī)終端)控制指令，進(jìn)行參數(shù)采集、傳輸數(shù)據(jù)工作，主控中心單元控制節(jié)點(diǎn)完成階段性工作之后進(jìn)入長(zhǎng)時(shí)間休眠狀態(tài)，等待下一次喚醒。
[0025]具體原理如下，以校園為例，第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)下的第一傳感器模塊組為若干個(gè)照明傳感器(也叫做光照感應(yīng)器)，分別安裝在路燈上，白天時(shí)，系統(tǒng)時(shí)鐘模塊模塊預(yù)先設(shè)定系統(tǒng)時(shí)間，系統(tǒng)休眠，當(dāng)達(dá)到系統(tǒng)預(yù)設(shè)時(shí)間，喚醒時(shí)鐘模塊喚醒系統(tǒng)(主控中心單元)，此時(shí)照明傳感器工作，當(dāng)感測(cè)到光照度薄弱時(shí)，將采集到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送給主控中心單元，主控中心單元控制路燈開啟；
[0026]第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)主要針對(duì)教室內(nèi)，可按照溫度傳感器，濕度傳感器以及照明傳感器，原理同上，需要注意的是，也可手動(dòng)開啟照明裝置。
[0027]第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)主要針對(duì)走廊以及一些人流較密集地區(qū)，加入煙霧傳感器、玻璃破碎探測(cè)器和人體紅外傳感器等進(jìn)行探測(cè)，其中，采用了NIS-09C型煙霧傳感器，煙霧傳感器的主要作用就是將煙霧信號(hào)轉(zhuǎn)換為電路能夠識(shí)別的電信號(hào)，通過系統(tǒng)，將與煙霧信號(hào)對(duì)應(yīng)的電信號(hào)進(jìn)行處理，當(dāng)有信號(hào)產(chǎn)生時(shí)，通過聲光或者短信發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于煙霧產(chǎn)生的時(shí)亥IJ，一般方向是向上的，所示在電路設(shè)計(jì)時(shí)，一般將傳感器安裝在比較靠上的位置。當(dāng)然，為了控制火災(zāi)等的發(fā)生，一般將傳感器安裝在比較容易出現(xiàn)災(zāi)情的場(chǎng)所，比如學(xué)校食堂廚房等處。NIS-09C型煙霧傳感器具有靈敏度調(diào)節(jié)端口，可以根據(jù)不同的條件，來設(shè)置不同的探測(cè)靈敏度。玻璃破碎探測(cè)器采用FG1625T型號(hào)，能夠提供快速反應(yīng)和更強(qiáng)的防誤報(bào)的能力。而且可能根據(jù)玻璃的厚度和面積，人為的調(diào)節(jié)傳感器的靈敏度，增加了兩個(gè)模糊控制的開關(guān)，以適應(yīng)不同的環(huán)境，靈敏度的選擇具有四級(jí)，檢測(cè)范圍可以根據(jù)其靈敏度的變化而進(jìn)行改變。玻璃破碎探測(cè)器要盡量靠近所要保護(hù)的玻璃，盡量遠(yuǎn)離噪聲干擾源，減少誤報(bào)警。此夕卜，如有人蓄意破壞線路或者設(shè)備，使得線路發(fā)生短路或者斷路，人為的敲打等都會(huì)使得傳感器發(fā)出報(bào)警信號(hào)并顯示故障的信息。
[0028]以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括手機(jī)終端，主控中心單元，與主控中心單元連接的無線通信模塊、電源模塊、系統(tǒng)時(shí)鐘模塊和喚醒時(shí)鐘模塊，所述手機(jī)終端通過無線通信模塊與主控中心單元進(jìn)行通信； 還包括第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別包括第一傳感器模塊組、第二傳感器模塊組和第三傳感器模塊組，所述第一監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、第二監(jiān)控節(jié)點(diǎn)和第三監(jiān)控節(jié)點(diǎn)分別通過無線通信模塊與主控中心單元通信。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述無線通信模塊包括GSM模塊和ZigBee模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述第一傳感器模塊組為若干個(gè)照明傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:還包括空調(diào)系統(tǒng)，所述第二傳感器模塊組包括溫度傳感器、濕度觸感器和照明傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:包括噴淋裝置和報(bào)警裝置，所述第三傳感器模塊組包括煙霧傳感器、玻璃破碎探測(cè)器和人體紅外傳感器。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:所述電源模塊包括太陽能電池板和充電電池，所述太陽能電池板采用單晶硅或多晶硅材料。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其特征在于:還包含遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)和服務(wù)器，所述主控中心單元將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)可實(shí)時(shí)查看服務(wù)器存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK205545963SQ201620115991
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年2月4日
【發(fā)明人】趙靜
【申請(qǐng)人】趙靜