[實用新型]基于ZigBee無線局域網的現場環境參數監測模塊

有效

• 申請號: 201520165362.6
• 申請日: 2015-03-24
• 公開（公告）號: CN204759710U
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 毛乃強;盛誠志;張冬鼎
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 萬桂斌

技術領域

本實用新型專利涉及一種基于ZigBee無線局域網的現場環境參數監測模塊，適用于溫室大棚，糧庫等場所，可用于污水監控和采油現場數據采集，可作為物聯網的數據采集終端。

背景技術

目前市場上存在的無線模塊種類較多，多是采用GPRS或短信息作為無線傳輸技術，在短距離內也有使用Wifi作為數據傳輸的途徑，大多在數據傳輸速度或者傳輸距離方面受到一定程度的限制，二是一般的監測模塊存在功耗大的缺點，尤其不適于野外長期無人值守的工作環境，三是在間歇性數據傳輸的工作要求下，自身無法實現休眠節能，不利于實現低功耗。

發明內容

本實用新型旨在解決上述問題，提供了一種基于ZigBee無線局域網的現場環境參數監測模塊的設計方案，它改善了一般無線模塊功耗大，無法適應長期野外工作環境的弊端，并且采用太陽能光伏板充電，很大程度上提高模塊連續工作時間，并且具有成本低，自組網，通信安全可靠的特點，其采用的技術方案如下：

一種基于ZigBee無線局域網的現場環境參數監測模塊，包括天線1、固定外殼2、程序下載接口3、外圍供電接口4、傳感器信號接口5、電路板6、液晶7、工作指示燈8、功能按鍵9、電源10和固定部件11，其特征在于，所述電路板包括穩壓電路、信號調理電路、主處理器電路、無線通信模塊和程序下載接口3；所述電源10通過穩壓電路給模塊整體供電，并由外圍供電接口4給外接傳感器供電；傳感器信號端通過傳感器信號接口5連接信號調理電路，液晶7、功能按鍵9和工作指示燈8構成的功能面板通過排線與主處理器電路板連接；采集信息由主處理器電路模塊處理后經串口發送至無線通信模塊，并通過天線1發送至中繼模塊。

進一步的，所述的主處理器電路采用MPS430電路。

進一步的，所述的通信模塊采用CC2530電路。

進一步的，所述的固定外殼2采用帶有鉸鏈連接蓋的長方體，所述長方體內部設置有固定部件11用以安裝各模塊。

所述電源系統由蓄電池儲存來自太陽能光伏電池板的電能，其中蓄電池的充放電過程由專門的充放電控制電路控制，輸出的電能通過穩壓電路變換分別產生3.3V和5V的供電電壓，其中，3.3V主要提供MSP430和CC2530芯片的工作供電，同時穩壓電源的輸出也通過外圍供電接口給外接傳感器供電，其中穩壓電路輸出3.3V和5V兩種電壓，方便傳感器類型的選擇和使用；信號調理電路輸入端接傳感器信號輸出端，輸出的現場信號經過信號調理電路對其濾波整形，后經MPS430外圍I/O端口輸入主處理器，經MPS430主處理器處理后的現場信息再經串口發送至CC2530模塊，CC2530芯片通常處于休眠狀態，從而實現低功耗的工作方式，在接收MSP430的中斷信號后被喚醒，然后通過天線發送由主處理器處理的數據結果至遠處接收終端，發送結束后再次進入休眠狀態。MSP430主處理器通過程序方式設置工作模式，為實現低功耗通常設置1—5分鐘采集一次現場數據，并對采集的多組數據使用程序濾波的方式，減小檢測誤差，其中，工作模式也可由用戶手動設置完成。

所述功能功能按鍵9與液晶7、工作指示燈8相配合，可實現手動功能選項的設置，方便用戶根據實際情況靈活使用監測模塊的功能，功能按鍵9、液晶7均通過排線與主處理器的I/O端口相連接，實現信號傳輸。

所述工作指示燈反應監測模塊的三種工作模式，分別是正常工作狀態、休眠狀態和欠壓報警狀態，其中欠壓狀態由MSP430內置傳感器檢測，自動完成對電池電量的實時檢測，當電壓低于正常工作電壓時通過無線傳輸途徑將欠壓信號傳送至監控中心，并使欠壓指示燈閃爍，方便用戶查找更換電池。

所述電源通過穩壓電路給模塊整體供電，并由外圍供電接口4給外接傳感器供電，其中穩壓電路輸出3.3V和5V兩種電壓，方便傳感器類型的選擇和使用，信號調理電路通過傳感器接口3接傳感器信號端，液晶7、操作功能按鍵9和狀態指示燈8通過排線與主處理器電路連接，由傳感器采集的現場數據首先經過信號調理電路對其濾波整形，后經msp430主處理器外圍I/O端口輸入，經msp430主處理器處理后的現場信息再經串口發送至CC2530通信模塊，CC2530芯片先喚醒然后通過天線1發送由主處理器處理的數據結果至遠處接收終端，發送結束后再次進入休眠狀態。

所述功能操作功能按鍵9與液晶7相配合，可實現手動功能選項的選擇和功能參數的設置，方便用戶根據實際情況靈活使用監測模塊的功能。