CN103308091A - 一种无线传感器通用接口 - Google Patents

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徐丽敏
马万太
陈蔚芳
朱银龙
于浚烽
胡丽蓉
缪彩兵
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Abstract

本发明公开了一种无线传感器通用接口，包括供电电路和电流信号与电压信号转换电路，供电电路可为无线传感器提供0V、3.3V、5V、12V、24V五种供电电压，电流信号与电压信号转换电路的输入端连接无线传感器，输出端连接无线通信模块，可完成0-20mA的电流信号转换成0-5V或者0-10V的电压转换以及电压信号的直接传输。本发明所述无线传感器通用接口能够将传感器和无线通信模块连接起来，解决了把传感器集成在无线通信模块上时需要考虑传感器尺寸和供电电压等问题，使得无线通信模块的发展能够不受传感器限制，同时传感器选择的通用性、灵活性增加，不再受传统的无线通信模块的尺寸限制。

Description

一种无线传感器通用接口
技术领域
本发明涉及一种无线传感器通用接口，尤其涉及一种用于连接无线传感器和无线通信模块的通用接口。
背景技术
进入21世纪以后，计算与通信的发展和进步大大推动了无线传感器网络的发展，无线传感器网络的研究已经成为通信行业的热点领域。无线传感器网络由在一定区域范围内的多个具有无线通信、传感、数据处理功能的无线传感器网络节点组成。无线传感器网络节点一般由感知模块（传感器），数据处理模块，无线通信模块和电源模块组成。
传统中的无线传感器网络中，把传感器集成在无线通信模块上，需要考虑传感器尺寸大小，传感器供电电压与无线通信模块供电电压不相同时需要另外进行供电，这些问题给传感器尺寸、传感器供电电压的选择带来了一定的限制。此外，一旦将传感器集成在无线通信模块上之后，传感器更换将比较复杂，有的甚至需要更改无线通信模块的电路，重新焊制电路模块。以上所述问题阻碍了无线传感器网络的发展，如何将传感器与无线模块进行更好的结合成为了无线传感器网络发展过程中越来越重要的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种无线传感器通用接口，把传感器和无线通信模块连接起来，解决上述背景技术中把传感器集成在无线通信模块上时需要考虑传感器尺寸和供电电压的问题。
本发明为实现上述发明目的所采取的技术方案是：一种无线传感器通用接口，其特征是：包括供电电路和电流信号与电压信号转换电路。供电电路连接无线传感器，为无线传感器提供工作所需的供电电压，电流信号与电压信号转换电路的输入端连接无线传感器，输出端连接无线通信模块，将无线传感器输入的电流信号转换成电压信号输出给无线通信模块或进行电压信号的直接传输。
所述供电电路包括一个直流电源、五个开关和四个电阻，直流电源和电阻R1串联，开关S5和电阻R1并联，开关S2和电阻R2串联，开关S3和电阻R3串联，开关S4和电阻R4串联，开关S2、开关S3、开关S4的另一端均和电阻R1的另一端连接，电阻R2、电阻R3、电阻R4的另一端均接地，开关S1的一端和开关S2、开关S3、开关S4、电阻R1的连接点连接，另一端接地，开关S1两端的电压为供电电压。
所述电流信号与电压信号转换电路包括三个开关和两个电阻，开关S7与电阻R5串联，开关S8与电阻R6串联，开关S6的一端和开关S7、开关S8的另一端连接，开关S6的另一端和电阻R5、电阻R6的另一端连接，传感器输出信号的一端和开关S6、开关S7、开关S8的连接点连接，另一端和开关S6、电阻R5、电阻R6的连接点连接，两个连接点间的端电压为转换电路的输出电压。
所述直流电源输出电压为24V。
所述电阻R5为250Ω，电阻R6为500Ω。
本发明所述无线传感器通用接口能够将传感器和无线通信模块连接起来，匹配不同信号（电压信号、电流信号）要求的传感器，为不同工作电压的无线传感器提供供电电压，并且，对传感器的尺寸要求不限，不再局限于无线通信模块的电路和尺寸，解决了把无线传感器集成在无线通信模块上时需要考虑传感器尺寸和供电电压等问题，使得无线通信模块的发展能够不受传感器限制，同时传感器选择的通用性、灵活性增加，不再受传统的无线通信模块的尺寸限制。
附图说明
图1是在无线传感器网络中使用本发明所述无线传感器通用接口时的网络结构图。
图2是本发明所述无线传感器通用接口连接传感器和无线通信模块时的结构图。
图3是本发明所述无线传感器通用接口电路中供电电路的电路图。
图4是本发明所述无线传感器通用接口电路中电流信号与电压信号转换电路的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明作进一步详细说明。
图1是在无线传感器网络中使用本发明所述无线传感器通用接口时的网络结构图，无线传感器通用接口将传感器和网络节点连接起来。
图2是本发明所述无线传感器通用接口连接传感器和无线通信模块时的结构图，无线传感器通用接口包括供电电路和电流信号与电压信号转换电路。
图3是图2所示供电电压电路图，包括一个直流电源、五个开关和四个电阻，直流电源输出电压为24V，直流电源和电阻R1串联，开关S5和电阻R1并联，开关S2和电阻R2串联，开关S3和电阻R3串联，开关S4和电阻R4串联，开关S2、开关S3、开关S4的另一端均和电阻R1的另一端连接，电阻R2、电阻R3、电阻R4的另一端均接地，开关S1的一端和开关S2、开关S3、开关S4、电阻R1的连接点连接，另一端接地，开关S1两端的电压为供电电压。当开关S1闭合时，供电电压为0V，当开关S2闭合时，供电电压为3.3V，当开关S3闭合时，供电电压为5V，当开关S4闭合时，供电电压为12V，当开关S5闭合时，供电电压为24V。
图4是图2所示电流信号与电压信号转换电路的电路图，包括三个开关和两个电阻，开关S7与电阻R5串联，开关S8与电阻R6串联，开关S6的一端和开关S7、开关S8的另一端连接，开关S6的另一端和电阻R5、电阻R6的另一端连接，传感器输出信号的一端和开关S6、开关S7、开关S8的连接点连接，另一端和开关S6、电阻R5、电阻R6的连接点连接，两个连接点间的端电压为转换电路的输出电压。电阻R5为250Ω，电阻R6为500Ω。传感器输出信号为电流信号时，开关S6闭合，为无转换状态，不进行信号的转换，开关S7闭合，电阻接通250Ω，进行电流信号与电压信号的转换，开关S8闭合，电阻接通500Ω，进行电流信号与电压信号的转换；传感器输出信号为电压信号时，开关都处于常开状态时即可进行电压信号的直接传输。电流信号与电压信号转换电路可完成0-20mA的电流信号转换成0-5V或者0-10V的电压转换以及电压信号的直接传输。
    本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。 

Claims (5)

1.一种无线传感器通用接口，用于连接无线传感器和无线通信模块，其特征是：包括供电电路和电流信号与电压信号转换电路，供电电路连接无线传感器，为无线传感器提供工作所需的供电电压，电流信号与电压信号转换电路的输入端连接无线传感器，输出端连接无线通信模块，将无线传感器输入的电流信号转换成电压信号输出给无线通信模块或进行电压信号的直接传输。
2.根据权利要求1所述无线传感器通用接口，其特征是：所述供电电路包括一个直流电源、五个开关和四个电阻，直流电源和电阻R1串联，开关S5和电阻R1并联，开关S2和电阻R2串联，开关S3和电阻R3串联，开关S4和电阻R4串联，开关S2、开关S3、开关S4的另一端均和电阻R1的另一端连接，电阻R2、电阻R3、电阻R4的另一端均接地，开关S1的一端和开关S2、开关S3、开关S4、电阻R1的连接点连接，另一端接地，开关S1两端的电压为供电电压。
3.根据权利要求1所述无线传感器通用接口，其特征是：所述电流信号与电压信号转换电路包括三个开关和两个电阻，开关S7与电阻R5串联，开关S8与电阻R6串联，开关S6的一端和开关S7、开关S8的另一端连接，开关S6的另一端和电阻R5、电阻R6的另一端连接，传感器输出信号的一端和开关S6、开关S7、开关S8的连接点连接，另一端和开关S6、电阻R5、电阻R6的连接点连接，两个连接点间的端电压为转换电路的输出电压。
4.根据权利要求2所述无线传感器通用接口，其特征是：所述直流电源输出电压为24V。
5.根据权利要求4所述无线传感器通用接口，其特征是：所述供电电路提供的供电电压为0V、3.3V、5V、12V、24V。
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