[實用新型]基于單片機的多數據采集無線射頻節點

有效

• 申請號: 201420532280.6
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN204068962U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 李相武;王瑛;李忠喜
• 申請（專利權）人: 哈爾濱恒譽名翔科技有限公司
• 主分類號: H04B1/38
• 分類號: H04B1/38
• 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數據采集系統，特別涉及一種基于單片機的多數據采集無線射頻節點系統。

背景技術

RFID射頻節點由耦合元件及芯片組成，利用自動識別技術，通過射頻信號辨識目標并獲得數據。并且，可集成其他傳感器作為輔助工具，提供更多可利用的信息。綜上所述，射頻節點是以射頻識別作為基本功能，并包含其他傳感器提供輔助功能的設備。依據節點供電方式的不同，射頻節點可以分為有源射頻節點、射頻節點和半無源射頻節點。有源射頻節點內裝有電池，無源射頻節點沒有內裝電池，半無源射頻節點部分依靠電池工作。短距離射頻識別產品不怕油漬、灰塵污染等惡劣的環境，可在這樣的環境中持續工作，性能良好。長距射頻識別產品多用于交通上，識別距離可達幾十米，如自動收費或識別車輛身份等。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種結合單片機技術、射頻識別技術（RFID）、溫濕度傳感器、氣體傳感器等設備，制作一款新型射頻節點，包括發送端節點和接收端節點。

本實用新型的目的是這樣實現的：

一種基于單片機的多數據采集無線射頻節點，包括硬件電路，發送端，接收端，其特征在于：硬件電路主要由6部分組成：單片機及其最小系統、RFID射頻模塊、溫濕度傳感器、氣體傳感器、低電壓報警電路、串口通信電路；發送端分為五個部分：單片機、RFID射頻模塊、DHT11溫濕度傳感器、MQ-2氣體傳感器、低壓報警電路；接收端分為四個部分：單片機、RFID射頻模塊、串口通信模塊、低壓報警電路。

所述單片機采用低功耗芯片STC12LE5604AD，RFID射頻模塊采用NRF24L01作為射頻芯片并采用無線射頻技術發送數據，與包含閱讀器的接收節點進行實時通信。

所述發送端中單片機作為控制核心；RFID射頻模塊可以完成發送端和接收端的射頻識別；DHT11溫濕度傳感器主要完成對環境溫度濕度的監測，MQ-2氣體傳感器主要完成對環境氣體濃度的監測；低壓報警電路可以提醒使用者在使用電池供電時及時更換電池，以免使節點無法正常工作。

所述接收端中單片機作為控制核心；RFID射頻模塊可以完成發送端和接收端的射頻識別；串口通信可以把數據發送至上位機顯示；低壓報警電路可以提醒使用者在使用電池供電時及時更換電池，以免使節點無法正常工作。

所述低電壓報警電路的主要核心器件是一個TL431電壓基準芯片，芯片共有3個管腳，跟普通的三極管類似。低電壓報警電路的作用是在電池電壓較低、節點電路無法正常工作時，給使用者提示，及時更換電池。

所述整個系統工作時，分為發送端節點和接收端節點；發送端置于環境中，通過DHT11、MQ-2分別監測環境溫濕度和氣體濃度，在接收到正確的驗證數據后，發送數據包到接收端；其工作過程為：單片機初始化—>NRF24L01初始化—>檢測溫濕度傳感器、氣體傳感器數據并處理—>轉為接收模式，等待驗證數據—>驗證數據正確后，轉為發送模式—>發送數據—>完成；接收端系統啟動后，發送驗證數據，正確后轉為接收模式，接收來自發送端的數據，并將數據發送至上位機；工作過程如下：單片機初始化—>串口初始化—>NRF24L01初始化—>發送模式，發送驗證信息—>轉為接收模式，等待數據—>數據接收完成—>讀取緩存區數據，通過串口發送至上位機—>顯示—>結束。

本實用新型基于單片機的射頻節點硬件電路主要由6部分組成：單片機及其最小系統、RFID射頻模塊、溫濕度傳感器、氣體傳感器、低電壓報警電路、串口通信電路。本實用新型采用低功耗芯片STC12LE5604AD，RFID射頻模塊采用NRF24L01作為射頻芯片并采用無線射頻技術發送數據，與包含閱讀器的接收節點進行實時通信；利用DHT11溫濕度傳感器監測環境溫度與濕度，并發送至上位機顯示；利用MQ-2氣體傳感器檢測環境氣體濃度，并發送至上位機顯示；根據程序設定，當發送端節點未被檢測到時，接收端節點可進行報警提示，并在上位機上顯示。

本實用新型的優點和效果：

本實用新型基于單片機的多數據采集無線射頻節點可以實現采集環境溫度、濕度、氣體濃度等重要信息，并進行無線傳輸，最終達到數據分析的功能。該射頻節點模塊可廣泛應用于物流倉儲、醫療環境監控及藥物安全存放等領域，有著十分廣闊的應用前景。

附圖說明