[實用新型]一種多數據源的低功耗無線傳感網節點設備

有效

• 申請號: 201420032013.2
• 申請日: 2014-01-20
• 公開（公告）號: CN203799486U
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: 梁紅碩;曲昀卿;李英輝
• 申請（專利權）人: 梁紅碩
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型屬于無線傳感器網絡領域，特別涉及一種低功耗的Zigbee無線傳感網節點設備。

背景技術

物聯網技術是近年來的一種集傳感器技術、計算機技術、無線通信技術、智能處理技術等于一體新技術，正在從智能家居、智能交通、工業系統等多個領域使得人們的生產和生活變得更加智能化。而無線傳感器網絡節點作為采集物聯網底層數據的設備，在整個系統中起著非常關鍵的作用，上層的智能化分析與處理都是基于其采集的物理數據。現有的無線傳感網節點多數只能采集某種單一的物理數據，并且具有較大的功耗和成本，阻礙的物聯網技術的普及。

發明內容

本實用新型的目的是解決現有無線傳感網節點感知數據類型單一、功耗大、成本高的缺點，提供一種能夠采集多種類型數據并且采用Zigbee技術的低功耗無線傳感網節點設備。

本實用新型的所采用的實現方案是：提供一種多數據源的低功耗無線傳感網節點，包括低功耗主控芯片、低功耗RF芯片、多路數據源ADC模塊、供電模塊、LED顯示電路和外圍接口電路，供電電路與各部分電路相連，提供它們一個穩定的工作電壓。

所述主控芯片可選用低功耗、低成本的控制芯片，采用包括STM32系列控制器、MSP430系列控制器、AVR系列控制、PIC系列控制器、CC2530/CC2430等集控制與射頻于一體的SOC控制器在內的一種。

所述RF射頻芯片可選用支持Zigbee技術的低功耗射頻芯片，其工作在免費的ISM頻段，通過SPI接口與主控芯片相連。

所述多路數據源ADC模塊具有多路數據采集通道，由前端數據采集傳感器、模數轉換電路兩部分組成，傳感器從大類上可分為數字和模擬兩類，其按照采集的物理環境特征可分為溫度傳感器、震動傳感器、光敏傳感器、煙霧傳感器、危險氣體傳感器、紅外傳感器等；模數轉換電路可以是單獨的ADC芯片，也可以是主控芯片內部的ADC功能模塊。其中數字芯片可直接將輸出與主控芯片相連，而模擬傳感器則通過ADC電路直接或間接與主控芯片相連；各數據采集通道之間通過輪詢的方式，交替進行數據的采集。

所述LED顯示電路由若干個顏色不同的低功耗LED燈或LED芯片組成，通過顯示不同顏色的燈或其中幾個燈，指示節點的各類工作狀態。

所述外圍接口電路包括USB、UART、JTAG等常用接口，用以軟件的調試、數據的傳輸等。

本實用新型的有益效果是：整個節點結構簡單，各部分均選用低成本、低功耗的芯片和電路，整個電路工作在低功耗模式下，節省了對電池的消耗；同時帶有多路數據采集通道，能夠同時連接多種類型不同的傳感器以達到在同一傳感節點上感知多種物理信號的目的，實現一個節點多用的效果。

附圖說明

圖1是本實用新型的多路數據源低功耗無線傳感網節點設備結構框圖。

具體實施方式

為使本實用新型易于理解，以下結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步闡述。

???????參看圖1，多路數據源的低功耗無線傳感網節點設備，包括低功耗主控芯片1、供電電路2、多數據源ADC模塊3、Zigbee?RF芯片4、LED顯示電路5和外圍接口電路6，節點設備的所有電路和芯片均采用低功耗設計。

???????所述主控芯片1采用高性能、低功耗、低成本、ARM?Cortex-M3內核的STM32互聯型芯片STM32F107，該芯片具有豐富的外部電路接口，并且在不工作情況下可進入低功耗休眠模式，非常符合無線傳感器網絡節點低功耗、高性能的要求。

???????所述RF射頻芯片4采用適用于IEEE802.15.4標準，采用Zigbee技術、6LoWPAN及2.4G?ISM免費頻段的低功耗無線射頻芯片AT86RF231，實用免費頻段可降低節點實用成本，所述射頻芯片4還在無數據收發的情況下可進入低功耗模式。

???????所訴LED顯示電路采用紅、黃、藍、綠四種穿透能力較強的低功耗LED芯片，用來指示節點是處于休眠、數據接收、數據發送、正常工作、故障等狀態的哪一種。

???????所述多數據源ADC模塊3包括傳感器模塊31和模數轉換模塊32。其中傳感器模塊31可以根據具體需求接入不同種類的傳感器，如溫度傳感器、震動傳感器、煙霧傳感器等，最大接入數量根據主控芯片的引腳和接口電路而定；模數轉換模塊32可以采用獨立的ADC芯片，如常用的ADC0809等，也可以采用主控芯片內部的ADC模塊，所訴主控芯片STM32F107最大可接受16路外部信號，因此最多可連接16類不同類型傳感器。

上述實施例，指示本實用新型的一個實例，并非用來限制本實用新型的實施與權力范圍，凡與本實用新型權力要求所述內容相同或等同的技術方案，均應包括在本實用新型的保護范圍之內。