[實(shí)用新型]帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220254215.2
• 申請(qǐng)日: 2012-05-31
• 公開（公告）號(hào): CN202583106U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳興利;田立國;李猛;陳志亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/00
• 分類號(hào): G01N27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具體來說采用8位微控制器、一氧化碳傳感器與GPS定位模塊來檢測(cè)與采集精確空間位置下的周圍環(huán)境中的一氧化碳濃度，以此應(yīng)用于家庭、工廠中一氧化碳泄漏探測(cè)裝置，避免危害的發(fā)生。

背景技術(shù)

隨著信息采集與智能計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、環(huán)保、交通等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)將依靠傳感器作為數(shù)據(jù)輸入端，通過各種傳感器采集或獲取自然界的各種物理量、化學(xué)量、生物量等，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。

GPS(Global?Positioning?System)是衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)(Navigation?Satellite?Timing?And?Ranging/Global?Positioning?System)的英文縮寫，簡(jiǎn)稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。GPS設(shè)備可以提供精準(zhǔn)的空間位置信息，將GPS技術(shù)與傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，在獲取傳感器所輸出的信息同時(shí)同步獲取空間位置信息，因而有利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者。ZigBee技術(shù)作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍很廣。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于推廣的帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：一種帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具有控制器，還包括與控制器相連的一氧化碳檢測(cè)采集電路；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及功能擴(kuò)展的通訊接口連接器。

所述的一氧化碳檢測(cè)采集電路與控制器的一個(gè)ADC接口相連，用于空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度的變化而引起的電壓變化，從而測(cè)量得到一氧化碳?xì)怏w的濃度。

所述的GPS定位模塊與控制器的I/O口相連，采用模擬串口時(shí)序來接收GPS定位模塊輸出的坐標(biāo)信息。

所述的通訊接口連接器與控制器的串口和I/O口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者與ZigBee節(jié)點(diǎn)板相連進(jìn)行功能的擴(kuò)展，組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的整體框圖；

圖2是本實(shí)用新型一氧化碳檢測(cè)采集電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型GPS定位模塊電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型50管腳通訊接口連接器原理圖；

圖5是本實(shí)用新型的電源電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

本實(shí)用新型的帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，采用一氧化碳傳感器、GPS定位模塊與8位微控制器來檢測(cè)與采集精確空間位置下的周圍環(huán)境空氣中一氧化碳?xì)怏w濃度，可應(yīng)用于家庭、工廠中一氧化碳泄漏探測(cè)裝置，以此避免危害的發(fā)生。

如圖1所示，本實(shí)用新型的帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具有控制器(1)，還包括與控制器相連的一氧化碳檢測(cè)采集電路(2)；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3)；與控制器相連的用于數(shù)據(jù)傳輸及功能擴(kuò)展的通訊接口連接器(4)；與控制器、一氧化碳檢測(cè)采集電路相連的用于提供電源的電源電路(5)。

如圖2所示，一氧化碳檢測(cè)采集電路由MQ-7一氧化碳傳感器和放大電路組成，放大電路由低功耗運(yùn)算放大器TLC271組成，傳感器輸出的電壓經(jīng)過放大電路放大后與MCU控制器的一個(gè)ADC接口相連，從而通過測(cè)量電壓變化得出相應(yīng)的一氧化碳?xì)怏w濃度。

如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過控制器的I/O口相連，采用模擬串口時(shí)序來完成GPS坐標(biāo)信息的接收。

如圖4所示，本實(shí)用新型的帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊具有50管腳的通訊接口連接器，與控制器的串口和I/O口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者ZigBee節(jié)點(diǎn)板相連進(jìn)行功能的擴(kuò)展，組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

如圖5所示，本實(shí)用新型的帶有定位功能的一氧化碳傳感器節(jié)點(diǎn)模塊由于采用電池或者外部供電兩種方式提供電源，故通過開關(guān)進(jìn)行切換，BL8530-5V升壓芯片用于對(duì)電池供電時(shí)進(jìn)行電源升壓；AMS1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片用于外部供電時(shí)進(jìn)行電源的降壓與穩(wěn)壓。