可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊制造技術

本實用新型專利技術公開了一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，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，用于喚醒溫濕度節點。本實用新型專利技術用喚醒電路協調2個相鄰傳感器節點或傳感器節點與匯聚節點之間的數據通訊，克服了傳統無線傳感器網絡用復雜的MAC協議和精準、高成本的時間同步協議進行數據路由的問題，提高了系統通信的可靠性；具有良好的擴展性；安裝簡便，節約了成本；簡化了通信協議，降低了節點的通訊能耗，延長了網絡的生命周期。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，屬于電子測控領域。
技術介紹
隨著計算機與信息技術在農業上的廣泛應用，精準農業控制可以極大地節約各種原料的投入，大大降低生產成本，提高土地的收益率，同時十分有利于環境保護。精準農業前提就是農業環境信息的精確獲得，如光照、溫度、濕度等信息的采集。可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊通過實時測量環境中的溫濕度信息，傳送給信息中心收集和處理，為農作物提供一最佳的生長環境，促進農作物的產量提供準確的、科學的依據。目前溫濕度信息監測在農業大棚、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，無線傳感器網絡溫濕度節點采用復雜的MAC協議和精準、高成本的時間同步協議進行數據路由，實現2個相鄰傳感器節點或傳感器節點與匯聚節點之間的數據通訊，這種方法使得節點在通訊上的能耗較大，降低了數據傳輸的效率和可靠性，影響了整個網絡的壽命。因此采用無線傳感器網絡設計一種低成本、低功耗、可喚醒的數字溫濕度節點模塊是最佳選擇。
技術實現思路
本技術為解決 農業大棚、糧倉溫度檢測的問題提出的一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊。一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，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，用于喚醒溫濕度節點。本技術采用用喚醒電路協調2個相鄰傳感器節點或傳感器節點與匯聚節點之間的數據通訊，克服了傳統無線傳感器網絡用復雜的MAC協議和精準、高成本的時間同步協議進行數據路由的問題，提高了系統通信的可靠性；具有良好的擴展性；安裝簡便，節約了成本；簡化了通信協議，降低了節點的通訊能耗，延長了網絡的生命周期。附圖說明圖1是本技術的結構框圖。圖2是本技術的電路原理圖。具體實施方式如圖1所示，本專利技術的可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節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)，用于喚醒溫濕度節點。如圖2所示，電源電路采用3節干電池供電，首先經過一個二極管(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據。射頻芯片經過發射和接收路徑LC濾波電路后與天線連接，與匯聚節點進行無線通信傳輸數據。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，用于喚醒溫濕度節點。本技術可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節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絡技術。采用3節5號可充電電池產生工作電源，通過溫濕度傳感器SHTll構成溫濕度檢測電路，通過AS3930喚醒傳感器節點，通過嵌入式微控制器MSP430F149監測、采集和處理溫濕度信息，并將處理后的溫濕度數據輸出給射頻芯片CC1000 ;射頻芯片通過天線，將溫濕度數據以無線方式發送給匯聚節點。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，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)，用于喚醒溫濕度節點。

【技術特征摘要】
1.一種可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，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)，用于喚醒溫濕度節點。2.如權利要求1所述的可喚醒的無線傳感器網絡溫濕度節點模塊，其特征在于，喚醒芯片(U4)的 CS、SCL、SD1、SDO、WAKE、DAT...

【專利技術屬性】
技術研發人員：嚴錫君，余敏，嚴妍，孫桐，王玲玲，胡經緯，孟祥薇，卜旸，趙光辰，李亞東，
申請(專利權)人：河海大學，
類型：實用新型
國別省市：