[實用新型]一種低功耗通用無線感應器平臺

無效

• 申請號: 201020288080.2
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN201830248U
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 李凱
• 申請（專利權）人: 李凱
• 主分類號: H04B1/38
• 分類號: H04B1/38;H04W84/12;H04W84/18
• 代理公司: 江蘇英特東華律師事務所 32229
• 代理人: 邵鋆

技術領域

本實用新型涉及無線傳感技術領域，特別是一種超低功耗小型通用無線感應器平臺。?

背景技術

?無線感應器平臺是物聯網中的物理節點，也是整個物聯網的核心部件。它能夠收集傳感器的信息，對信息進行預處理，并且能夠以無線的方式把信息傳送給網絡中的其它連接節點。?

現有的無線感應器平臺，如圖1的結構，處理器上連接有記錄儀閃存11和無線收發器13以及51針的接口12，并且在電路板10上有板載天線14。這類設備的缺點是：?

1，體積過大，如現在被廣泛使用的Mica2?mote，其尺寸是58mm?x?32mm。它的可擴展的性能通常不得不去除,?因為他們占了相當大的體積。

2，設計難度高，難以兼容不同的感應器，雖然消除引腳可以減少芯片版圖和電路組裝的復雜程度，但是如果對物聯網的每一個應用都重新設計一個感應平臺，就會增加許多新的困難。尤其是射頻和微型天線對于部件和地面之間的距離非常敏感，這更增加了無線感應器平臺的設計難度。?

3，無線協議局限，目前的無線感應器平臺都使用來自于美國Chipcon?公司?CCXXXX?系列的低工耗IEEE?802.15.4無線收發器或者藍牙技術，這些技術適用于事件的檢測并不適合實時監控應用，更進一步來說，中國大部分智能系統實際使用的是大功率的?IEEE?802.11無線局域網。據我們調查，所有的中國公司都在用IEEE?802.15.4?(ZIGBEE)?或者IEEE802.11無線收發器做一些物聯網的應用工作。?

4，板載天線受很強的外界干擾。?

實用新型內容

本實用新型的目的是發明一種低成本、低功耗、體積小的無線感應器平臺。?

本實用新型的結構是這樣的：有一個微處理器及射頻集成芯片，芯片天線、電力管理模塊、三軸加速度計端口、EEPROM和感應器端口連接在所述的微處理器及射頻集成芯片上。?

所述的感應器端口是15針接口，含有光傳感器端口、心電圖傳感器和壓力傳感器。?

所述的電力管理模塊給整個系統供電，包括一個3.3V電壓調控器，電池保護電路，以及一個可以充電30mAh?的電池，3.3V電壓調控器連接充電電池，充電電池再連接到電池保護電路。優選的，在3.3V電壓調壓器上還連接有電源開關和復位開關。?

本實用新型摒棄了現有技術獨立的射頻模塊，而是合并射頻功能到微處理集成芯片上，并且直接含有天線，而不需要外置板上天線。使用的感應器端口從51針變為15針，縮小了無線傳感器平臺的體積。集成芯片的功耗更低，使用壽命長，不需要頻繁更換電池，同時降低了價格。能為不同的傳感器提供共用的界面，提高了感應器平臺的兼容性。?

附圖說明

圖1，現有的無線感應器平臺結構圖；?

圖2，本實用新型的結構圖。

圖中，1——微處理器及射頻集成芯片，2——芯片天線，3——電力管理模塊、4——三軸加速度計端口，5——EEPROM，6——感應器端口；?

10——現有無線傳感器平臺的電路板，11——記錄儀閃存，12——51針的接口，13——無線收發器，14——板載天線。

具體實施方式

如圖2，本實用新型的通用無線感應器平臺，芯片天線2、電力管理模塊3、三軸加速度計端口4、EEPROM5和感應器端口6連接在微處理器及射頻集成芯片1上。?

微處理器及射頻集成芯片1的供壓在1.9v?到3.6v之間，它主要由以下部件構成：?

微處理器:：有一個512個字節的只讀存儲器用來引導加載程序，用戶的應用程序通常被存儲在4K字節RAM，數據也可以存放在這里，它帶有SPI以及RS-232界面，它的時鐘是由該芯片內部水晶振蕩器決定的。

射頻收發器：其工作頻率是在2.4-2.5?GHz?ISM?波段，收發器是由頻率合成器、功率放大器、調制器和兩個接收部件組成。為了節省功率，在軟件的控制下收發器可以被打開和關閉。另外輸出功率,、頻道以及其它射頻參數可以通過射頻寄存器進行調控，最大輸出功率是0dbm當最大的數據傳送率是1Mbps。?

模擬數字轉換器：可以被調控到6,?8,?10,?或者?12?位轉換。?

電力管理模塊3主要包括一個3.3V電壓調控器31，電池保護電路32，以及一個可以充電的30mAh電池33。電壓調控器31在本實施例中是一個低噪音電荷泵穩壓器，它的最大輸出電流是50mA,?輸出電壓是3.3V。電壓調控器31上連接有電源開關34和復位開關35。?