[實用新型]一種基于射頻輔助的無線傳感網絡中節點定位裝置

有效

• 申請號: 201320591926.3
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN203523049U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 毛劍琳;羅平;向鳳紅;遲子鋮;付麗霞;郭寧;段紹米
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H04W64/00
• 分類號: H04W64/00;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于射頻輔助的無線傳感網絡中節點定位裝置，屬于嵌入式開發與無線通信的交叉領域。

背景技術

無線傳感網絡（Wireless?Sensor?Network，WSN）的研究起步于20世紀90年代末期，是由部署在監測區域內大量的廉價微型傳感器節點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網絡系統，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋區域中被感知對象的信息。由于傳感器網絡的巨大應用價值，它已經引起了世界許多國家的軍事部門、工業界和學術界的極大關注.無線傳感器網絡通過節點之間的相互協作來完成任務。因此能應用于許多領域，如：在部隊到達戰區之前向其拋灑大量傳感器感知敵方動作，并返回數據信息。因此傳感器網絡系統可以被廣泛地應用于國防、軍事、安全、環境監測、交通管理、醫療衛生等許多領域。

無線傳感網絡中傳感器節點采集的信息，都需要包含有位置信息才有意義。所以無線傳感網絡中定位是現在所面臨的一個難題。現有的基于GPS的定位裝置，成本昂貴；基于到達角度（Angle?Of?Arrival，AOA）的定位裝置需要添加天線陣列，實現復雜且增加了節點成本。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有定位裝置成本高的不足，提供了一種基于射頻輔助的無線傳感網絡中節點定位裝置。

本實用新型的技術方案是：一種基于射頻輔助的無線傳感網絡中節點定位裝置，所述定位裝置由錨節點1和未知節點2組成；所述錨節點1包括電源模塊Ⅰ11、2.4GHz射頻模塊Ⅰ12、處理器模塊Ⅰ13、433MHz射頻模塊14，其中處理器模塊Ⅰ13通過SPI接口與2.4GHz射頻模塊Ⅰ12連接，通過通用I/O接口模擬SPI接口功能與433MHz射頻模塊14連接；所述未知節點2包括電源模塊Ⅱ21、2.4GHz射頻模塊Ⅱ22、處理器模塊Ⅱ23，其中處理器模塊Ⅱ23通過SPI接口與2.4GHz射頻模塊Ⅱ22連接。

所述錨節點1和未知節點2中的電源模塊使用2節1.5v干電池及使用穩壓芯片構成的穩壓電路為各個模塊供電。

本實用新型的工作原理是：

所述定位裝置由錨節點1和未知節點2組成；所述錨節點1包括電源模塊Ⅰ11、2.4GHz射頻模塊Ⅰ12、處理器模塊Ⅰ13、433MHz射頻模塊14，其中處理器模塊Ⅰ13通過SPI接口與2.4GHz射頻模塊Ⅰ12連接，通過通用I/O接口模擬SPI接口功能與433MHz射頻模塊14連接；所述未知節點2包括電源模塊Ⅱ21、2.4GHz射頻模塊Ⅱ22、處理器模塊Ⅱ23，其中處理器模塊Ⅱ23通過SPI接口與2.4GHz射頻模塊Ⅱ22連接。

所述錨節點1和未知節點2中的電源模塊使用2節1.5v干電池及使用穩壓芯片構成的穩壓電路為各個模塊供電。

所述錨節點1和未知節點2中的2.4GHz射頻模塊由802.15.4協議芯片、外圍電路、天線組成；發送時處理器模塊通過SPI接口將自身的ID信息寫入到802.15.4協議芯片的寄存器中，802.15.4協議芯片將ID信息送到發送緩存器，根據IEEE?802.15.4標準，經過擴頻、D/A變換、低通濾波、調制、放大后，通過天線發送；當天線接收到射頻信號時經過下變頻處理、濾波、放大、A/D變換、數字解調，恢復出傳輸的正確數據包放到802.15.4協議芯片的FIFO緩存器中，如果數據包滿足IEEE802.15.4標準的幀格式，則成功接收，否則放棄這個數據包，進行下一次接收。

所述未知節點2中的處理器模塊設有JTAG接口、傳感器接口，所述錨節點1中的處理器模塊在未知節點2的基礎上還設有用于通過上位機讀取錨節點1處理器中的數據的串口模塊；其中傳感器接口使用1.25mm單排針將處理器芯片的PA0～PA3的I/O接口擴展出來，串口模塊由串口芯片及外圍電路組成。

所述錨節點1中的433MHz射頻模塊14由射頻芯片和天線組成；發送時處理器模塊通過I/O接口配置好射頻芯片的參數，再將需要發送的時刻信息數據通過I/O接口寫入射頻芯片的發射寄存器中，射頻芯片自動將時刻信息調制后通過天線發送出去；當射頻芯片成功接收到信息時通過中斷的方式，通知處理器模塊通過I/O接口讀取接收到的數據。

本實用新型的有益效果是：操作簡單，使用方便；不需要安裝昂貴的天線陣列，有效地降低了成本。

附圖說明

圖1為本實用新型中所述錨節點的結構連接框圖；

圖2為本實用新型中所述未知節點的結構連接框圖；