[實(shí)用新型]基于STM32、SH79F32和nRF905芯片的無(wú)線傳感通訊平臺(tái)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320657460.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203706392U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏偉;王明輝;田谞;杜改紅;其木蘇榮;田楊萌;張文凱;顧耀輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京信息科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G08C17/02
• 分類號(hào): G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型的基于STM32、SH79F32和nRF905芯片的無(wú)線傳感通訊平臺(tái)屬于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，可用于工業(yè)數(shù)據(jù)采集、庫(kù)存濕度監(jiān)測(cè)、環(huán)境溫度監(jiān)測(cè)、無(wú)線抄表、健康狀況監(jiān)測(cè)等許多應(yīng)用領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

無(wú)線傳感通信平臺(tái)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(guò)無(wú)線通信方式的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。因此實(shí)現(xiàn)無(wú)線傳感通信平臺(tái)的基礎(chǔ)就是傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的研究。由于具體應(yīng)用背景不同，國(guó)內(nèi)外出現(xiàn)了多種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件平臺(tái)。實(shí)際上，各平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)基本相同，主要區(qū)別是采用了不同的處理器、不同的無(wú)線通信技術(shù)以及應(yīng)用了與環(huán)境有關(guān)的不同傳感器。處理器的選擇從4位的微控制器到32位ARM內(nèi)核的高端處理器都有所應(yīng)用，常用的無(wú)線通信技術(shù)有802.11b、802.15.4(ZigBee)、射頻通信技術(shù)等。在節(jié)點(diǎn)與傳感器的連接上，有的節(jié)點(diǎn)采用擴(kuò)展接口把處理器與傳感器電路板進(jìn)行連接，增加了節(jié)點(diǎn)的通用性；有的節(jié)點(diǎn)把傳感器集成在節(jié)點(diǎn)電路板上，雖然降低了通用性，但提高了節(jié)點(diǎn)的可靠性和降低了節(jié)點(diǎn)的成本。由于實(shí)際需用節(jié)點(diǎn)的數(shù)量大，降低節(jié)點(diǎn)的成本和功耗以及提高節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力和通用性是非常重要的。?

發(fā)明內(nèi)容

為了高效快速地傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)降低無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的成本，提高節(jié)點(diǎn)的抗干擾能力，本實(shí)用新型提供的一種通訊平臺(tái)為基于STM32、SH79F32和nRF905芯片的無(wú)線傳感通訊平臺(tái)，該平臺(tái)選用了具有低功耗、抗干擾能力強(qiáng)、數(shù)據(jù)處理速度快的STM32、SH79F32處理器；nRF905射頻通信模塊具有兼容性且通信頻率高，保證了一定的通信距離；從而使該平臺(tái)能更好地應(yīng)用于不同的環(huán)境中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)快速地采集與傳輸。?

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：本實(shí)用新型節(jié)點(diǎn)采用模塊化處理，包括電源模塊、中央處理芯片、信號(hào)采集模塊、無(wú)線發(fā)送模塊、無(wú)線接收模塊、液晶顯示模塊、按鍵模塊。電源模塊對(duì)整個(gè)電路進(jìn)行供電，無(wú)線發(fā)送模塊中輸入電壓為220V的家庭用電，無(wú)線接收模塊中輸入電壓為+9V的電池供電，經(jīng)變壓器、整流電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片，輸出+5V和+3.3V電壓，+5V電壓對(duì)中央處理芯片、液晶顯示模塊供電，+3.3V電壓對(duì)無(wú)線發(fā)送和接收模塊供電。中央處理芯片通過(guò)信號(hào)輸入接口采集信號(hào)采集模塊采集到的信息并進(jìn)行處理，將處理后的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送到其它節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)與上位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。液晶顯示模塊可以顯示用戶能夠識(shí)別的有用信息，節(jié)點(diǎn)允許用戶通過(guò)按鍵模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。?

中央處理芯片通過(guò)信號(hào)輸入接口采集信號(hào)采集模塊采集到的信息并進(jìn)行處理?

本實(shí)用新型的有益效果是，由于電路采用模塊化設(shè)計(jì)，可以最大程度的集成整合各種優(yōu)異性能，使整個(gè)電路具有低功耗、低成本、抗干擾能力強(qiáng)、所需外圍元件少等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了系統(tǒng)的復(fù)雜性。?

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明：?

圖1是本實(shí)用新型的流程圖?

圖2是本實(shí)用新型的無(wú)線發(fā)送模塊電路原理圖?

圖3是本實(shí)用新型的無(wú)線接收模塊電路原理圖?

具體實(shí)施方式

用專業(yè)繪圖軟件繪制原理圖，生成PCB板圖，PCB板可由專門廠家制作加工，最后把相關(guān)器件按原理圖焊接到電路板上，完成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的制作。下面結(jié)合原理圖和PCB圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。?

圖1是本實(shí)用新型的流程圖，根據(jù)此圖依次做出無(wú)線傳感通訊平臺(tái)的收發(fā)模塊。?

圖2是本實(shí)用新型的無(wú)線發(fā)送模塊的電路原理圖，左上角外接220V的家庭電源模塊，為整個(gè)電路系統(tǒng)供電；經(jīng)過(guò)變壓器變壓，輸出+12V電，再由二極管組成的橋式整流電路、電壓轉(zhuǎn)換芯片分別轉(zhuǎn)換成+5V、+3.3V，分別為中央處理芯片、液晶顯示模塊等電路提供工作電壓。中間偏上的串口通信模塊J4用來(lái)下載程序。緊挨中央處理芯片右下方的P1連接信號(hào)采集模塊。右上方無(wú)線發(fā)送模塊U5用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，將信號(hào)采集模塊采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)圖2中間的中央處理芯片處理之后發(fā)送，并同時(shí)在液晶顯示模塊上顯示。其中圖2的連接均采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方式，并且一一對(duì)應(yīng)。?

圖3是本實(shí)用新型的無(wú)線接收模塊的電路原理圖，左上角外接+9V的電池電源模塊，為整個(gè)電路系統(tǒng)供電；經(jīng)電壓轉(zhuǎn)換芯片分別轉(zhuǎn)換成+5V、+3.3V，分別為中央處理芯片、液晶顯示模塊等電路提供工作電壓。由于設(shè)計(jì)中有模擬供電和數(shù)字供電之分，故左上角并聯(lián)的電容將給數(shù)字部分供電提供濾波功能。右上方的串口通信模塊P2，向整個(gè)電路燒寫(xiě)程序。右側(cè)下方外接的無(wú)線接收模塊P3，將傳遞過(guò)來(lái)的信號(hào)經(jīng)圖中管腳最多的中央處理芯片U2處理之后，在右下角的P4上外接的液晶顯示模塊上顯示。其中圖3的連接均采用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)的方式，并且一一對(duì)應(yīng)。?