CN103442456A - 一种多模式无线多媒体传感器节点 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多模式无线多媒体传感器节点。本发明中的图像传感电路负责采集图像数据并通过SPI总线接口传输给低功耗处理器电路，低功耗处理器电路通过串口信号选择开关选择Zigbee模块电路、GPRS模块电路、WiFi模块电路这三种传输模式的其中一种；云台控制电路用以控制+3.3V直流电源供电的微型云台，低功耗处理器电路利用标准的PTZ控制协议控制云台。本发明可根据用户需要采集不同分辨率的图像视频信息，云台控制电路使用户能实时对摄像角度进行操控，而不是固定在某一个不变的角度，增加了使用灵活性。

Description

一种多模式无线多媒体传感器节点
技术领域
本发明涉及一种无线多媒体传感器节点，具体涉及一种具有多种无线通信模式的用于采集环境图像视频等多媒体信息的无线传感器节点。
背景技术
目前，无线传感器网络研究的一个主要方向是在能量严重受限的传感器节点上实现简单的环境数据采集、处理和传输。然而，随着监测环境的日趋复杂，由这些传统无线传感器网络所获取的简单数据愈加不能满足人们对环境监测的全面需求，迫切需要将信息量丰富的图像、音频甚至视频等媒体引入到以无线传感器网络为基础的环境监测活动中来，实现细粒度、精准信息的环境监测。由此，迫切需要一些具有研究价值和实用价值的无线多媒体传感器节点，用来对环境数据进行图像视频等多媒体数据的采集。目前国外主要的无线多媒体传感器节点情况对比如下表所示，这些传感器节点采用了各不相同的处理器、通信模式和操作系统，所具有的功能也不尽相同，某些商业产品的销售价格也非常昂贵，而我们国内目前缺乏具有自主产权的、实用性强而又成熟的无线多媒体传感器节点。
表1. 目前国外的无线多媒体传感器节点
节点Mote名称 处理器CPU 射频RF通信模式 操作系统OS
Cyclops ATmega128L (6MHz) CC2420 TinyOS
CMUcam3 MSP430 CC2420 无
Imote2 PXA270 (520MHz) CC2420 Linux
XYZ ML67Q5002 (60MHz) CC2420 无
Panoptes StrongARM(206MHz) 802.11b Linux
Telos MSP430 CC2420 无
MeshEye AT91SAM7S CC2420 无
Stargate PXA255 (400MHz) 802.11b Linux
uAMPS-2 TMS320c55xx (200MHz) 802.11b 无
上述这些国外的无线多媒体传感器节点价格非常昂贵，如果需要进行大规模实际组网，代价太大；而且由于都是国外进口产品，对于我们国内的很多用户而言，使用起来存在很多不便之处。因此，如何针对各种不同的实际业务需求，设计一种应用广泛而又价格合适的无线多媒体传感器节点是目前的一个研究热点。 
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了一种多模式无线多媒体传感器节点，该传感器节点可应用于多种无线多媒体数据监测场合，满足不同用户的需求。
本发明包括电源电路、图像传感电路、低功耗处理器电路、云台控制电路、串口信号选择开关、Zigbee模块电路、GPRS模块电路、WiFi模块电路。
本发明涉及的电源电路主要包括第一一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第二一级电源转换芯片IC3、一个自恢复保险丝F1、三个TVS保护二极管D1、D3和D4、防反接二极管D2、第一发光二极管D5、三个电阻R1、R2和R3、第一电感L1、第二电感L2、四个电解电容C1、C4、C5和C8、一个坦电容C9、四个瓷片电容C2、C3、C6和C7。自恢复保险丝F1的一端为+12V的电源输入端，可外接+9V-+24V直流电源，自恢复保险丝F1的另一端与TVS保护二极管D1的阴极、防反接二极管D2的阳极相连；防反接二极管D2的阴极与第一一级电源转换芯片IC1的1脚和第二一级电源转换芯片IC3的1脚相连，电解电容C5的正极、瓷片电容C6的一端并联后连接到第一一级电源转换芯片IC1的1脚；电解电容C1的正极、瓷片电容C2的一端并联后连接到第二一级电源转换芯片IC3的1脚；第一一级电源转换芯片IC1的3、5脚接地，第二一级电源转换芯片IC3的3、5脚接地；第一一级电源转换芯片IC1的2脚与TVS保护二极管D4阴极相连后和第二电感L2的一端连接；第一一级电源转换芯片IC1的4脚作为+5V电压输出端，和第二电感L2的另一端以及电解电容C8的正极、瓷片电容C7的一端、二级电源转换芯片IC2的3脚相连；二级电源转换芯片IC2的2脚为+3.3V电压输出，第三电阻R3的一端与坦电容C9的正极相连后接到+3.3V；第三电阻R3的另一端与第一发光二极管D5的正极相连；第二一级电源转换芯片IC3的2脚与TVS保护二极管D3阴极相连后和第一电感L1的一端连接；第二一级电源转换芯片IC3的4脚作为+4V电压输出端，和第一电阻R1、第二电阻R2的一端相连；第一电感L1的另一端、电解电容C4的正极、瓷片电容C3的一端和第一电阻R1的另一端并联，电解电容C4的负极与瓷片电容C3的另一端接地；二级电源转换芯片IC2的1脚、第一发光二极管D5的负极、电解电容C1、C4、C5、C8的负极、坦电容C9的阴极、二极管D1、D3、D4的阴极、瓷片电容C2、C3、C6、C7的另一端都接地。
本发明涉及的图像传感器电路主要包括CMOS传感器模块IC4、P沟道场效应管Q1、第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10。P沟道场效应管Q1的漏极接3.3V电压输出端，栅极接处理器芯片IC5的第19引脚。第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阳极接P沟道场效应管Q1的源极，第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阴极接地。CMOS传感器模块IC4的第1引脚接P沟道场效应管Q1的源极，CMOS传感器模块IC4的第2、12引脚接地，CMOS传感器模块IC4的第3引脚接处理器芯片IC5的第10引脚，CMOS传感器模块IC4的第4引脚接处理器芯片IC5的第14引脚，CMOS传感器模块IC4的第5引脚接处理器芯片IC5的第15引脚，CMOS传感器模块IC4的第6引脚接处理器芯片IC5的第16引脚，CMOS传感器模块IC4的第7引脚接处理器芯片IC5的第17引脚，CMOS传感器模块IC4的第8引脚接处理器芯片IC5的第29引脚，CMOS传感器模块IC4的第9引脚接处理器芯片IC5的第41引脚，CMOS传感器模块IC4的第10引脚接处理器芯片IC5的第42引脚，CMOS传感器模块IC4的第11引脚接处理器芯片IC5的第43引脚，CMOS传感器模块IC4的第13引脚接处理器芯片IC5的第45引脚，CMOS传感器模块IC4的第14引脚接处理器芯片IC5的第46引脚，CMOS传感器模块IC4的第15引脚接处理器芯片IC5的第21引脚，CMOS传感器模块IC4的第16引脚接处理器芯片IC5的第22引脚，CMOS传感器模块IC4的第17引脚接处理器芯片IC5的第25引脚，CMOS传感器模块IC4的第18引脚接处理器芯片IC5的第26引脚，CMOS传感器模块IC4的第19引脚接处理器芯片IC5的第27引脚，CMOS传感器模块IC4的第20引脚接处理器芯片IC5的第28引脚。
本发明涉及的低功耗处理器电路主要包括处理器芯片IC5、程序下载器接插件JTAG、第一晶振XTAL1、第四电阻R4、第五电阻R5、瓷片电容C10和瓷片电容C11。处理器芯片IC5的第1、9、24、36、48引脚接+3.3V电压输出端，处理器芯片IC5的第8、23、44、47引脚接数字地，数字地接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地。处理器芯片IC5的第5、6引脚分别接第一晶振XTAL1的两端，第一晶振XTAL1分别接瓷片电容C10和瓷片电容C11的一端，瓷片电容C10和瓷片电容C11的另一端连接数字地。处理器芯片IC5的第20引脚接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接数字地。处理器芯片IC5的第7引脚接程序下载器接插件JTAG的第15引脚，第10引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚，第11引脚接RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚，第12引脚接RS485电平转换芯片IC6的第1引脚，第13引脚接RS485电平转换芯片IC6的第4引脚，第14引脚接CMOS传感器模块IC4的第4引脚，第15引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚的第5引脚，第16引脚接CMOS传感器模块IC4的第6引脚，第17引脚接CMOS传感器模块IC4的第7引脚，第19引脚接P沟道场效应管Q1的栅极，第21引脚接CMOS传感器模块IC4的第15引脚，第22引脚接CMOS传感器模块IC4的第16引脚，第25引脚接CMOS传感器模块IC4的第17引脚，第26引脚接CMOS传感器模块IC4的第18引脚，第27引脚接CMOS传感器模块IC4的第19引脚，第28引脚接CMOS传感器模块IC4的第20引脚，第29引脚接CMOS传感器模块IC4的第8引脚，第30引脚接串口信号选择开关的第1、3、5引脚，第31引脚接串口信号选择开关的第2、4、6引脚，第34引脚接程序下载器接插件JTAG的第7引脚，第37引脚接程序下载器接插件JTAG的第9引脚，第38引脚接程序下载器接插件JTAG的第5引脚，第39引脚接程序下载器接插件JTAG的第13引脚，第40引脚接程序下载器接插件JTAG的第3引脚，第41引脚接CMOS传感器模块IC4的第9引脚，第42引脚接接CMOS传感器模块IC4的第10引脚，第43引脚接CMOS传感器模块IC4的第11引脚，第45引脚接CMOS传感器模块IC4的第13引脚，第46引脚接接CMOS传感器模块IC4的第14引脚。程序下载器接插件JTAG的第1、2引脚接+3.3V电压输出端，程序下载器接插件JTAG的第4、6、8、10、12、14、16、18、20引脚接地。处理器芯片IC5的其他引脚悬空，程序下载器接插件JTAG的其他引脚悬空。
本发明涉及的云台控制电路主要包括RS485电平转换芯片IC6、第六电阻R6、第七电阻R7和云台控制接插件PTZ。RS485电平转换芯片IC6的第1引脚接处理器芯片IC5的第12引脚，RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地，然后接处理器芯片IC5的第11引脚，RS485电平转换芯片IC6的第4引脚接处理器芯片IC5的第13引脚，RS485电平转换芯片IC6的第5引脚接地，RS485电平转换芯片IC6的第6引脚接第七电阻R7的一端，然后接云台控制接插件PTZ的第1引脚，RS485电平转换芯片IC6的第7引脚接第七电阻R7的另一端，然后接云台控制接插件PTZ的第2引脚。云台控制接插件PTZ的第3、4引脚分别接+3.3V电压输出端和地，用来给微型云台控制电机进行供电。
本发明涉及的串口信号选择开关包括六个开关S1、S2、S3、S4、S5、S6组成的拨码开关，其中S1、S3、S5的一端相连后接到处理器芯片IC5的30脚；S2、S4、S6的一端相连后接到处理器芯片IC5的31脚；S1、S2的另一端分别连到Zigbee射频芯片IC7的16、17引脚；S3、S4的另一端分别连到WiFi通信模块IC9的3、4脚；S5、S6的另一端分别连到GPRS通信芯片IC8的13、11脚。
本发明涉及的Zigbee模块电路主要包括无线Zigbee射频芯片IC7，下载器接插件CC_Debug，第二晶振XTAL2，第三晶振XTAL3，天线插座SMA，三个电阻R8、R9、R10，瓷片电容C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29，第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5。无线Zigbee射频芯片IC7的第1、2、3、4引脚接地，无线Zigbee射频芯片IC7的第10、21、27、28、29、31、39引脚接+3.3V电压输出端；无线Zigbee射频芯片IC7的第5引脚接下载器接插件CC_Debug的第6引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第6引脚接下载器接插件CC_Debug的第5引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第14、15、16、17引脚分别接处理器芯片IC5的第31、30、33、32引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接+3.3V电压输出端和瓷片电容C19的一端，瓷片电容C19的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第22、23引脚分别接第三晶振XTAL3的两端，然后分别接瓷片电容C20和C21的一端，瓷片电容C20和C21的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第24引脚接瓷片电容C22的一端，瓷片电容C22的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第25引脚接瓷片电容C24的一端，瓷片电容C24的另一端接第三电感L3的一端、第四电感L4的一端和瓷片电容C26的一端，第五电感L5的另一端接地，瓷片电容C26的另一端接瓷片电容C28的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C28的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第26引脚接瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接第三电感L3的另一端、瓷片电容C25的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C25的另一端接地，第五电感L5的另一端接瓷片电容C27的一端和瓷片电容C26的另一端，瓷片电容C27的另一端接瓷片电容C29的一端和天线插座SMA的第1引脚，瓷片电容C29的另一端接地，天线插座SMA的第2、3、4引脚接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第30引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第32、33引脚分别接第二晶振XTAL2的两端和瓷片电容C12、C13的一端，瓷片电容C12、C13的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第34引脚接下载器接插件CC_Debug的第3引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第35引脚接下载器接插件CC_Debug的第4引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第37引脚接下载器接插件CC_Debug的第10引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第38引脚接下载器接插件CC_Debug的第8引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第39引脚接瓷片电容C17的一端，瓷片电容C17的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第40引脚接瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18的另一端接地；下载器接插件CC_Debug的第1引脚接地，下载器接插件CC_Debug的第2引脚接+3.3V电压输出端，下载器接插件CC_Debug的第3引脚接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接+3.3V电压输出端；下载器接插件CC_Debug的第7引脚接无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚。无线Zigbee射频芯片IC7的其他引脚悬空，下载器接插件CC_Debug的其他引脚悬空。
本发明涉及的GPRS模块电路包括GPRS通信芯片IC8、SIM卡座、电阻R11和R12、瓷片电容C30和C31。其中GPRS通信芯片IC8的2脚与SIM卡座的5脚相连；GPRS通信芯片IC8的4脚与SIM卡座的1脚相连；GPRS通信芯片IC8的6脚与SIM卡座的6脚相连；GPRS通信芯片IC8的12脚与电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端接地；GPRS通信芯片IC8的14脚与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端接地；GPRS通信芯片IC8的19脚与瓷片电容C30的一端相连后接到电源电路的+4V输出端；SIM卡座的4脚与瓷片电容C31的一端相连后接到GPRS通信芯片IC8的8脚；GPRS通信芯片IC8的23、24、26、46、47、48、49、50脚、SIM卡座的3脚、瓷片电容C30、C31的另一端都接地。GPRS通信芯片IC8的11、13脚分别连到S6、S5的另一端。GPRS通信芯片IC8的其他引脚悬空。
本发明涉及的WiFi模块电路电路包括WiFi通信模块IC9、电阻R13和R14。WiFi通信模块IC9的2脚接+3.3V输出端WiFi通信模块IC9的5、6脚分别接到电阻R13、R14的一端；电阻R13、R14的另一端、WiFi通信模块IC9的1脚都接地。WiFi通信模块IC9的第3、4引脚分别接S3、S4的另一端。WiFi通信模块IC9的其他引脚悬空。
本发明所采用的第一一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第二一级电源转换芯片IC3、CMOS传感器模块IC4、处理器芯片IC5、RS485电平转换芯片IC6、无线Zigbee射频芯片IC7、GPRS通信芯片IC8和WiFi通信模块IC9均采用成熟产品。第一一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用AMS公司的1117-3.3V，第二一级电源转换芯片IC3采用MICREL公司的LM2576-ADJ，CMOS传感器模块IC4采用OV7725模组，处理器芯片IC5采用ST公司的STM32F101C8T6，RS485电平转换芯片IC6采用Maxium公司的MAX3485ESA，无线Zigbee射频芯片IC7采用TI公司的CC2530F256，GPRS通信芯片IC8采用深圳中兴公司的ME9000，WiFi通信模块IC9采用上海汉枫电子科技有限公司的HF_A11x无线模块。
相比较背景技术，本发明涉及的无线多媒体传感器节点可根据用户需要采集不同分辨率的图像视频信息，云台控制电路使用户能实时对摄像角度进行操控，而不是固定在某一个不变的角度，增加了使用灵活性。本发明采用具有Zigbee、GPRS、WiFi等多种无线通信模式实现数据传输，作为一种更为使用便捷、效果明显、成本低廉的图像采集传感器节点，能够构架一个综合的无线多媒体传感器网络平台。
附图说明
图1是本发明的多模式无线多媒体传感器节点结构示意图；
图2是图1中的电源电路结构示意图；
图3是图1中的图像传感电路结构示意图；
图4是图1中的低功耗处理器电路结构示意图；
图5是图1中的云台控制电路结构示意图；
图6是图1中的串口信号选择开关结构示意图；
图7是图1中的Zigbee模块电路结构示意图；
图8是图1中的GPRS模块电路结构示意图；
图9是图1中的WiFi模块电路结构示意图；
图10是本发明多模式无线多媒体传感器节点的软件流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括电源电路（1）、图像传感电路（2）、低功耗处理器电路（3）、云台控制电路（4）、串口信号选择开关（5）、Zigbee模块电路（6）、GPRS模块电路（7）、WiFi模块电路（8），电源电路（1）负责给图像传感电路（2）、低功耗处理器电路（3）、云台控制电路（4）、Zigbee模块电路（6）、GPRS模块电路（7）、WiFi模块电路（8）供电，图像传感电路（2）负责采集图像数据并通过SPI总线接口传输给低功耗处理器电路（3），低功耗处理器电路（3）通过串口信号选择开关（5）选择Zigbee模块电路（6）、GPRS模块电路（7）、WiFi模块电路（8）这三种传输模式的其中一种。云台控制电路（4）用以控制+3.3V直流电源供电的微型云台，低功耗处理器电路（3）利用标准的PTZ控制协议控制云台。
如图2所示，本发明涉及的电源电路（1）主要包括第一一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第二一级电源转换芯片IC3、一个自恢复保险丝F1、三个TVS保护二极管D1、D3和D4、第一电感L1、第二电感L2、一个防反接二极管D2、一个第一发光二极管D5、三个电阻R1、R2和R3、四个电解电容C1、C4、C5和C8、一个坦电容C9、四个瓷片电容C2、C3、C6和C7。自恢复保险丝F1的一端为+12V的电源输入端，可外接+9V-+24V直流电源，自恢复保险丝F1的另一端与TVS保护二极管D1的阴极、防反接二极管D2的阳极相连；防反接二极管D2的阴极与第一一级电源转换芯片IC1的1脚和第二一级电源转换芯片IC3的1脚相连，电解电容C5的正极、瓷片电容C6的一端并联后连接到第一一级电源转换芯片IC1的1脚；电解电容C1的正极、瓷片电容C2的一端并联后连接到第二一级电源转换芯片IC3的1脚；第一一级电源转换芯片IC1的3、5脚接地，第二一级电源转换芯片IC3的3、5脚接地；第一一级电源转换芯片IC1的2脚与TVS保护二极管D4阴极相连后和第二电感L2的一端连接；第一一级电源转换芯片IC1的4脚作为+5V电压输出端，和第二电感L2的另一端以及电解电容C8的正极、瓷片电容C7的一端、二级电源转换芯片IC2的3脚相连；二级电源转换芯片IC2的2脚为+3.3V电压输出，第三电阻R3的一端与坦电容C9的正极相连后接到+3.3V；第三电阻R3的另一端与第一发光二极管D5的正极相连；第二一级电源转换芯片IC3的2脚与TVS保护二极管D3阴极相连后和第一电感L1的一端连接；第二一级电源转换芯片IC3的4脚作为+4V电压输出端，和第一电阻R1、第二电阻R2的一端相连；第一电感L1的另一端、电解电容C4的正极、瓷片电容C3的一端和第一电阻R1的另一端并联，电解电容C4的负极与瓷片电容C3的另一端接地；二级电源转换芯片IC2的1脚、第一发光二极管D5的负极、电解电容C1、C4、C5、C8的负极、坦电容C9的阴极、二极管D1、D3、D4的阴极、瓷片电容C2、C3、C6、C7的另一端都接地。第一一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用AMS公司的1117-3.3V，第二一级电源转换芯片IC3采用MICREL公司的LM2576-ADJ，通过调节电阻R1和R2的值将12V电压转变为+4V，R1取2. 2K，R2取1K。
如图3所示，本发明涉及的图像传感器电路（2）主要包括CMOS传感器模块IC4、P沟道场效应管Q1、第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10。P沟道场效应管Q1的漏极接3.3V电压输出端，栅极接处理器芯片IC5的第19引脚。第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阳极接P沟道场效应管Q1的源极，第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阴极接地。CMOS传感器模块IC4的第1引脚接P沟道场效应管Q1的源极，CMOS传感器模块IC4的第2、12引脚接地，CMOS传感器模块IC4的第3引脚接处理器芯片IC5的第10引脚，CMOS传感器模块IC4的第4引脚接处理器芯片IC5的第14引脚，CMOS传感器模块IC4的第5引脚接处理器芯片IC5的第15引脚，CMOS传感器模块IC4的第6引脚接处理器芯片IC5的第16引脚，CMOS传感器模块IC4的第7引脚接处理器芯片IC5的第17引脚，CMOS传感器模块IC4的第8引脚接处理器芯片IC5的第29引脚，CMOS传感器模块IC4的第9引脚接处理器芯片IC5的第41引脚，CMOS传感器模块IC4的第10引脚接处理器芯片IC5的第42引脚，CMOS传感器模块IC4的第11引脚接处理器芯片IC5的第43引脚，CMOS传感器模块IC4的第13引脚接处理器芯片IC5的第45引脚，CMOS传感器模块IC4的第14引脚接处理器芯片IC5的第46引脚，CMOS传感器模块IC4的第15引脚接处理器芯片IC5的第21引脚，CMOS传感器模块IC4的第16引脚接处理器芯片IC5的第22引脚，CMOS传感器模块IC4的第17引脚接处理器芯片IC5的第25引脚，CMOS传感器模块IC4的第18引脚接处理器芯片IC5的第26引脚，CMOS传感器模块IC4的第19引脚接处理器芯片IC5的第27引脚，CMOS传感器模块IC4的第20引脚接处理器芯片IC5的第28引脚。CMOS传感器模块IC4采用OV7725模组，搭配了AL422B型号的FIFO缓存功能，其3M的缓存能有效的保存一帧BMP格式图像，原始图像信息通过SPI接口传输到处理器芯片IC5，处理器芯片对图像进行及时转换成JPEG格式后进行传输。第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10采用高亮发光LED二极管，用以亮度不够时的进行辅助照明。
如图4所示，本发明涉及的低功耗处理器电路（3）主要包括处理器芯片IC5、程序下载器接插件JTAG、第一晶振XTAL1、第四电阻R4、第五电阻R5、瓷片电容C10和瓷片电容C11。处理器芯片IC5的第1、9、24、36、48引脚接+3.3V电压输出端，处理器芯片IC5的第8、23、44、47引脚接数字地，数字地接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地。处理器芯片IC5的第5、6引脚分别接第一晶振XTAL1的两端，分别接瓷片电容C10和瓷片电容C11的一端，瓷片电容C10和瓷片电容C11的另一端接数字地。处理器芯片IC5的第20引脚接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接数字地。处理器芯片IC5的第7引脚接程序下载器接插件JTAG的第15引脚，第10引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚，第11引脚接RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚，第12引脚接RS485电平转换芯片IC6的第1引脚，第13引脚接RS485电平转换芯片IC6的第4引脚，第14引脚接CMOS传感器模块IC4的第4引脚，第15引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚的第5引脚，第16引脚接CMOS传感器模块IC4的第6引脚，第17引脚接CMOS传感器模块IC4的第7引脚，第19引脚接P沟道场效应管Q1的栅极，第21引脚接CMOS传感器模块IC4的第15引脚，第22引脚接CMOS传感器模块IC4的第16引脚，第25引脚接CMOS传感器模块IC4的第17引脚，第26引脚接CMOS传感器模块IC4的第18引脚，第27引脚接CMOS传感器模块IC4的第19引脚，第28引脚接CMOS传感器模块IC4的第20引脚，第29引脚接CMOS传感器模块IC4的第8引脚，第30引脚接串口信号选择开关的第1、3、5引脚，第31引脚接串口信号选择开关的第2、4、6引脚，第34引脚接程序下载器接插件JTAG的第7引脚，第37引脚接程序下载器接插件JTAG的第9引脚，第38引脚接程序下载器接插件JTAG的第5引脚，第39引脚接程序下载器接插件JTAG的第13引脚，第40引脚接程序下载器接插件JTAG的第3引脚，第41引脚接CMOS传感器模块IC4的第9引脚，第42引脚接接CMOS传感器模块IC4的第10引脚，第43引脚接CMOS传感器模块IC4的第11引脚，第45引脚接CMOS传感器模块IC4的第13引脚，第46引脚接接CMOS传感器模块IC4的第14引脚。程序下载器接插件JTAG的第1、2引脚接+3.3V电压输出端，程序下载器接插件JTAG的第4、6、8、10、12、14、16、18、20引脚接地。处理器芯片IC5的其他引脚悬空，程序下载器接插件JTAG的其他引脚悬空。处理器芯片IC5采用ST公司的STM32F101C8T6，通过程序下载器接插件JTAG，将系统处理软件下载到处理器芯片IC5的Flash中。处理器芯片IC5平时采用休眠工作方式以降低功耗。处理器芯片IC5内部的软件程序由于受RAM空间的限制，所以由原始图像数据编码成JPEG图片的图像数据编码算法必须进行特殊考虑，本发明中利用将图像分割成多块，逐一对每块图像进行分别编码，最后再组合起来的办法，在较小的RAM空间内实现对较大分辨率图像的高效编码与传输。
如图5所示，本发明涉及的云台控制电路（4）主要包括RS485电平转换芯片IC6、第六电阻R6、第七电阻R7和云台控制接插件PTZ。RS485电平转换芯片IC6的第1引脚接处理器芯片IC5的第12引脚，RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地，然后接处理器芯片IC5的第11引脚，RS485电平转换芯片IC6的第4引脚接处理器芯片IC5的第13引脚，RS485电平转换芯片IC6的第5引脚接地，RS485电平转换芯片IC6的第6引脚接第七电阻R7的一端，然后接云台控制接插件PTZ的第1引脚，RS485电平转换芯片IC6的第7引脚接第七电阻R7的另一端，然后接云台控制接插件PTZ的第2引脚。云台控制接插件PTZ的第3、4引脚分别接+3.3V电压输出端和地，用来给微型云台控制电机进行供电，低功耗处理器电路（3）利用标准的PTZ控制协议控制云台电机转动，云台电机采用直流供电电机。
如图6所示，本发明涉及的串口信号选择开关（5）包括六个开关S1、S2、S3、S4、S5、S6组成的拨码开关，其中S1、S3、S5的一端相连后接到处理器芯片IC5的30脚；S2、S4、S6的一端相连后接到处理器芯片IC5的31脚；S1、S2的另一端分别连到Zigbee射频芯片IC7的16、17引脚；S3、S4的另一端分别连到WiFi通信模块IC9的3、4脚；S5、S6的另一端分别连到GPRS通信芯片IC8的13、11脚。通过拨码开关可以选择采用哪一种无线通信模式，S1、S2拨码开关用以选择无线Zigbee通信方式，S3、S4拨码开关用以选择无线WiFi通信方式，S5、S6拨码开关用以选择无线GPRS通信方式。三种无线通信方式只可以选择其中一种进行使用，默认为Zigbee方式。
如图7所示，本发明涉及的Zigbee模块电路（6）主要包括无线Zigbee射频芯片IC7，下载器接插件CC_Debug，第二晶振XTAL2，第三晶振XTAL3，天线插座SMA，三个电阻R8、R9、R10，瓷片电容C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29，第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5。无线Zigbee射频芯片IC7的第1、2、3、4引脚接地，无线Zigbee射频芯片IC7的第10、21、27、28、29、31、39引脚接+3.3V电压输出端；无线Zigbee射频芯片IC7的第5引脚接下载器接插件CC_Debug的第6引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第6引脚接下载器接插件CC_Debug的第5引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第14、15、16、17引脚分别接处理器芯片IC5的第31、30、33、32引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接+3.3V电压输出端和瓷片电容C19的一端，瓷片电容C19的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第22、23引脚分别接第三晶振XTAL3的两端，然后分别接瓷片电容C20和C21的一端，瓷片电容C20和C21的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第24引脚接瓷片电容C22的一端，瓷片电容C22的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第25引脚接瓷片电容C24的一端，瓷片电容C24的另一端接第三电感L3的一端、第四电感L4的一端和瓷片电容C26的一端，第五电感L5的另一端接地，瓷片电容C26的另一端接瓷片电容C28的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C28的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第26引脚接瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接第三电感L3的另一端、瓷片电容C25的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C25的另一端接地，第五电感L5的另一端接瓷片电容C27的一端和瓷片电容C26的另一端，瓷片电容C27的另一端接瓷片电容C29的一端和天线插座SMA的第1引脚，瓷片电容C29的另一端接地，天线插座SMA的第2、3、4引脚接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第30引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第32、33引脚分别接第二晶振XTAL2的两端和瓷片电容C12、C13的一端，瓷片电容C12、C13的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第34引脚接下载器接插件CC_Debug的第3引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第35引脚接下载器接插件CC_Debug的第4引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第37引脚接下载器接插件CC_Debug的第10引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第38引脚接下载器接插件CC_Debug的第8引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第39引脚接瓷片电容C17的一端，瓷片电容C17的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第40引脚接瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18的另一端接地；下载器接插件CC_Debug的第1引脚接地，下载器接插件CC_Debug的第2引脚接+3.3V电压输出端，下载器接插件CC_Debug的第3引脚接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接+3.3V电压输出端；下载器接插件CC_Debug的第7引脚接无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚。无线Zigbee射频芯片IC7的其他引脚悬空，下载器接插件CC_Debug的其他引脚悬空。无线Zigbee射频芯片IC7采用TI公司的CC2530F256芯片，使用之前可通过下载器接插件CC_Debug将配置成透明串口模式的ZStack协议下载到无线Zigbee射频芯片IC7的Flash中。
如图8所示，本发明涉及的GPRS模块电路（7）包括GPRS通信芯片IC8、SIM卡座、电阻R11和R12、瓷片电容C30和C31。其中GPRS通信芯片IC8的2脚与SIM卡座的5脚相连；GPRS通信芯片IC8的4脚与SIM卡座的1脚相连；GPRS通信芯片IC8的6脚与SIM卡座的6脚相连；GPRS通信芯片IC8的12脚与电阻R11的一端相连；GPRS通信芯片IC8的14脚与电阻R12的一端相连；GPRS通信芯片IC8的19脚与瓷片电容C30的一端相连后接到电源电路的+4V输出端；SIM卡座的4脚与瓷片电容C31的一端相连后接到GPRS通信芯片IC8的8脚；GPRS通信芯片IC8的23、24、26、46、47、48、49、50脚、SIM卡座的3脚、电阻R11、R12的另一端、瓷片电容C30、C31的另一端都接地。GPRS通信芯片IC8的11、13脚分别连到S6、S5的另一端。GPRS通信芯片IC8的其他引脚悬空。GPRS通信芯片IC8采用深圳中兴公司的ME9000模块。 
如图9所示，本发明涉及的WiFi模块电路（8）包括WiFi通信模块IC9、电阻R13和R14。WiFi通信模块IC9的2脚接+3.3V输出端WiFi通信模块IC9的5、6脚分别接到电阻R13、R14的一端；电阻R13、R14的另一端、WiFi通信模块IC9的1脚都接地。WiFi通信模块IC9的第3、4引脚分别接S3、S4的另一端。WiFi通信模块IC9采用上海汉枫电子科技有限公司的HF_A11x无线模块，可同时提供无线WiFi通信方式和有线以太网接口。WiFi通信模块IC9的其他引脚悬空。
图10是本发明中处理器芯片IC5的主要软件流程：程序初始化后，根据串口信号选择开关选择的无线通信模式进行外设初始化，然后进入任务调度进程。根据内部或外部事件触发采集本地图像事件：包括初始化摄像头、图像数据编码、发送图像数据，完成传感器节点功能，图像分辨率可以通过预先设置或无线方式进行设置。
相比较背景技术，本发明涉及的多模式无线多媒体传感器节点可根据用户需要采集不同分辨率的图像信息，并可以通过拨码开关选择Zigbee、GPRS、WiFi三种通信模式实现无线数据传输，作为一种更为使用便捷、效果明显、成本低廉的多媒体数据采集节点，可构架一个综合的无线多媒体传感器网络平台，满足教学实验和实际应用的需求。
本发明的性能指标如下：
（1）最大图像分辨率：640*480（像素）；
（2）最大图像采集率：1帧/秒，可调；
（3）供电电压：12V直流；
（4）云台通信数据接口：RS-485；
（5）云台通信传输速率：2400bps；
（6）无线Zigbee传输速率：250kbps；
（7）无线WiFi传输速率：10Mbps；
（8）无线GPRS传输速率：150kbps；
（9）硬件功耗：≤1W；
（10）硬件成本：≤800元。

Claims (1)

1. 一种多模式无线多媒体传感器节点，包括电源电路、图像传感电路、低功耗处理器电路、云台控制电路、串口信号选择开关、Zigbee模块电路、GPRS模块电路、WiFi模块电路，其特征在于：图像传感电路负责采集图像数据并通过SPI总线接口传输给低功耗处理器电路，低功耗处理器电路通过串口信号选择开关选择Zigbee模块电路、GPRS模块电路、WiFi模块电路这三种传输模式的其中一种；云台控制电路用以控制+3.3V直流电源供电的微型云台，低功耗处理器电路利用标准的PTZ控制协议控制云台;
所述的电源电路包括第一一级电源转换芯片IC1、二级电源转换芯片IC2、第二一级电源转换芯片IC3、一个自恢复保险丝F1、三个TVS保护二极管D1、D3和D4、防反接二极管D2、第一发光二极管D5、三个电阻R1、R2和R3、第一电感L1、第二电感L2、四个电解电容C1、C4、C5和C8、一个坦电容C9、四个瓷片电容C2、C3、C6和C7；自恢复保险丝F1的一端为+12V的电源输入端，外接+9V-+24V直流电源，自恢复保险丝F1的另一端与TVS保护二极管D1的阴极、防反接二极管D2的阳极相连；防反接二极管D2的阴极与第一一级电源转换芯片IC1的1脚和第二一级电源转换芯片IC3的1脚相连，电解电容C5的正极、瓷片电容C6的一端并联后连接到第一一级电源转换芯片IC1的1脚；电解电容C1的正极、瓷片电容C2的一端并联后连接到第二一级电源转换芯片IC3的1脚；第一一级电源转换芯片IC1的3、5脚接地，第二一级电源转换芯片IC3的3、5脚接地；第一一级电源转换芯片IC1的2脚与TVS保护二极管D4阴极相连后和第二电感L2的一端连接；第一一级电源转换芯片IC1的4脚作为+5V电压输出端，和第二电感L2的另一端以及电解电容C8的正极、瓷片电容C7的一端、二级电源转换芯片IC2的3脚相连；二级电源转换芯片IC2的2脚为+3.3V电压输出，第三电阻R3的一端与坦电容C9的正极相连后接到+3.3V；第三电阻R3的另一端与第一发光二极管D5的正极相连；第二一级电源转换芯片IC3的2脚与TVS保护二极管D3阴极相连后和第一电感L1的一端连接；第二一级电源转换芯片IC3的4脚作为+4V电压输出端，和第一电阻R1、第二电阻R2的一端相连；第一电感L1的另一端、电解电容C4的正极、瓷片电容C3的一端和第一电阻R1的另一端并联，电解电容C4的负极与瓷片电容C3的另一端接地；二级电源转换芯片IC2的1脚、第一发光二极管D5的负极、电解电容C1、C4、C5、C8的负极、坦电容C9的阴极、二极管D1、D3、D4的阴极、瓷片电容C2、C3、C6、C7的另一端都接地；
所述的图像传感器电路包括CMOS传感器模块IC4、P沟道场效应管Q1、第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10；P沟道场效应管Q1的漏极接3.3V电压输出端，栅极接处理器芯片IC5的第19引脚；第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阳极接P沟道场效应管Q1的源极，第二发光二极管D6、第三发光二极管D7、第四发光二极管D8、第五发光二极管D9、第六发光二极管D10的阴极接地；CMOS传感器模块IC4的第1引脚接P沟道场效应管Q1的源极，CMOS传感器模块IC4的第2、12引脚接地，CMOS传感器模块IC4的第3引脚接处理器芯片IC5的第10引脚，CMOS传感器模块IC4的第4引脚接处理器芯片IC5的第14引脚，CMOS传感器模块IC4的第5引脚接处理器芯片IC5的第15引脚，CMOS传感器模块IC4的第6引脚接处理器芯片IC5的第16引脚，CMOS传感器模块IC4的第7引脚接处理器芯片IC5的第17引脚，CMOS传感器模块IC4的第8引脚接处理器芯片IC5的第29引脚，CMOS传感器模块IC4的第9引脚接处理器芯片IC5的第41引脚，CMOS传感器模块IC4的第10引脚接处理器芯片IC5的第42引脚，CMOS传感器模块IC4的第11引脚接处理器芯片IC5的第43引脚，CMOS传感器模块IC4的第13引脚接处理器芯片IC5的第45引脚，CMOS传感器模块IC4的第14引脚接处理器芯片IC5的第46引脚，CMOS传感器模块IC4的第15引脚接处理器芯片IC5的第21引脚，CMOS传感器模块IC4的第16引脚接处理器芯片IC5的第22引脚，CMOS传感器模块IC4的第17引脚接处理器芯片IC5的第25引脚，CMOS传感器模块IC4的第18引脚接处理器芯片IC5的第26引脚，CMOS传感器模块IC4的第19引脚接处理器芯片IC5的第27引脚，CMOS传感器模块IC4的第20引脚接处理器芯片IC5的第28引脚；
所述的低功耗处理器电路包括处理器芯片IC5、程序下载器接插件JTAG、第一晶振XTAL1、第四电阻R4、第五电阻R5、瓷片电容C10和瓷片电容C11；处理器芯片IC5的第1、9、24、36、48引脚接+3.3V电压输出端，处理器芯片IC5的第8、23、44、47引脚接数字地，数字地接第五电阻R5的一端，第五电阻R5的另一端接地；处理器芯片IC5的第5、6引脚分别接第一晶振XTAL1的两端，第一晶振XTAL1分别接瓷片电容C10和瓷片电容C11的一端，瓷片电容C10和瓷片电容C11的另一端连接数字地；处理器芯片IC5的第20引脚接第四电阻R4的一端，第四电阻R4的另一端接数字地；处理器芯片IC5的第7引脚接程序下载器接插件JTAG的第15引脚，第10引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚，第11引脚接RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚，第12引脚接RS485电平转换芯片IC6的第1引脚，第13引脚接RS485电平转换芯片IC6的第4引脚，第14引脚接CMOS传感器模块IC4的第4引脚，第15引脚接CMOS传感器模块IC4的第3引脚的第5引脚，第16引脚接CMOS传感器模块IC4的第6引脚，第17引脚接CMOS传感器模块IC4的第7引脚，第19引脚接P沟道场效应管Q1的栅极，第21引脚接CMOS传感器模块IC4的第15引脚，第22引脚接CMOS传感器模块IC4的第16引脚，第25引脚接CMOS传感器模块IC4的第17引脚，第26引脚接CMOS传感器模块IC4的第18引脚，第27引脚接CMOS传感器模块IC4的第19引脚，第28引脚接CMOS传感器模块IC4的第20引脚，第29引脚接CMOS传感器模块IC4的第8引脚，第30引脚接串口信号选择开关的第1、3、5引脚，第31引脚接串口信号选择开关的第2、4、6引脚，第34引脚接程序下载器接插件JTAG的第7引脚，第37引脚接程序下载器接插件JTAG的第9引脚，第38引脚接程序下载器接插件JTAG的第5引脚，第39引脚接程序下载器接插件JTAG的第13引脚，第40引脚接程序下载器接插件JTAG的第3引脚，第41引脚接CMOS传感器模块IC4的第9引脚，第42引脚接接CMOS传感器模块IC4的第10引脚，第43引脚接CMOS传感器模块IC4的第11引脚，第45引脚接CMOS传感器模块IC4的第13引脚，第46引脚接接CMOS传感器模块IC4的第14引脚；程序下载器接插件JTAG的第1、2引脚接+3.3V电压输出端，程序下载器接插件JTAG的第4、6、8、10、12、14、16、18、20引脚接地；处理器芯片IC5的其他引脚悬空，程序下载器接插件JTAG的其他引脚悬空；
所述的云台控制电路主要包括RS485电平转换芯片IC6、第六电阻R6、第七电阻R7和云台控制接插件PTZ；RS485电平转换芯片IC6的第1引脚接处理器芯片IC5的第12引脚，RS485电平转换芯片IC6的第2、3引脚接第六电阻R6的一端，第六电阻R6的另一端接地，然后接处理器芯片IC5的第11引脚，RS485电平转换芯片IC6的第4引脚接处理器芯片IC5的第13引脚，RS485电平转换芯片IC6的第5引脚接地，RS485电平转换芯片IC6的第6引脚接第七电阻R7的一端，然后接云台控制接插件PTZ的第1引脚，RS485电平转换芯片IC6的第7引脚接第七电阻R7的另一端，然后接云台控制接插件PTZ的第2引脚；云台控制接插件PTZ的第3、4引脚分别接+3.3V电压输出端和地，用来给微型云台控制电机进行供电；
所述的串口信号选择开关包括六个开关S1、S2、S3、S4、S5、S6组成的拨码开关，其中开关S1、S3、S5的一端相连后接到处理器芯片IC5的30脚；开关S2、S4、S6的一端相连后接到处理器芯片IC5的31脚；开关S1、S2的另一端分别连到Zigbee射频芯片IC7的16、17引脚；开关S3、S4的另一端分别连到WiFi通信模块IC9的3、4脚；开关S5、S6的另一端分别连到GPRS通信芯片IC8的13、11脚；
所述的Zigbee模块电路包括无线Zigbee射频芯片IC7，下载器接插件CC_Debug，第二晶振XTAL2，第三晶振XTAL3，天线插座SMA，三个电阻R8、R9、R10，瓷片电容C12、C13、C14、C15、C16、C17、C18、C19、C20、C21、C22、C23、C24、C25、C26、C27、C28、C29，第三电感L3、第四电感L4和第五电感L5；无线Zigbee射频芯片IC7的第1、2、3、4引脚接地，无线Zigbee射频芯片IC7的第10、21、27、28、29、31、39引脚接+3.3V电压输出端；无线Zigbee射频芯片IC7的第5引脚接下载器接插件CC_Debug的第6引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第6引脚接下载器接插件CC_Debug的第5引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第14、15、16、17引脚分别接处理器芯片IC5的第31、30、33、32引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚接第九电阻R9的一端，第九电阻R9的另一端接+3.3V电压输出端和瓷片电容C19的一端，瓷片电容C19的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第22、23引脚分别接第三晶振XTAL3的两端，然后分别接瓷片电容C20和C21的一端，瓷片电容C20和C21的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第24引脚接瓷片电容C22的一端，瓷片电容C22的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第25引脚接瓷片电容C24的一端，瓷片电容C24的另一端接第三电感L3的一端、第四电感L4的一端和瓷片电容C26的一端，第五电感L5的另一端接地，瓷片电容C26的另一端接瓷片电容C28的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C28的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第26引脚接瓷片电容C23的一端，瓷片电容C23的另一端接第三电感L3的另一端、瓷片电容C25的一端和第五电感L5的一端，瓷片电容C25的另一端接地，第五电感L5的另一端接瓷片电容C27的一端和瓷片电容C26的另一端，瓷片电容C27的另一端接瓷片电容C29的一端和天线插座SMA的第1引脚，瓷片电容C29的另一端接地，天线插座SMA的第2、3、4引脚接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第30引脚接第八电阻R8的一端，第八电阻R8的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第32、33引脚分别接第二晶振XTAL2的两端和瓷片电容C12、C13的一端，瓷片电容C12、C13的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第34引脚接下载器接插件CC_Debug的第3引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第35引脚接下载器接插件CC_Debug的第4引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第37引脚接下载器接插件CC_Debug的第10引脚，无线Zigbee射频芯片IC7的第38引脚接下载器接插件CC_Debug的第8引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的第39引脚接瓷片电容C17的一端，瓷片电容C17的另一端接地；无线Zigbee射频芯片IC7的第40引脚接瓷片电容C18的一端，瓷片电容C18的另一端接地；下载器接插件CC_Debug的第1引脚接地，下载器接插件CC_Debug的第2引脚接+3.3V电压输出端，下载器接插件CC_Debug的第3引脚接第十电阻R10的一端，第十电阻R10的另一端接+3.3V电压输出端；下载器接插件CC_Debug的第7引脚接无线Zigbee射频芯片IC7的第20引脚；无线Zigbee射频芯片IC7的其他引脚悬空，下载器接插件CC_Debug的其他引脚悬空；
所述的GPRS模块电路包括GPRS通信芯片IC8、SIM卡座、电阻R11和R12、瓷片电容C30和C31；其中GPRS通信芯片IC8的2脚与SIM卡座的5脚相连；GPRS通信芯片IC8的4脚与SIM卡座的1脚相连；GPRS通信芯片IC8的6脚与SIM卡座的6脚相连；GPRS通信芯片IC8的12脚与电阻R11的一端相连，电阻R11的另一端接地；GPRS通信芯片IC8的14脚与电阻R12的一端相连，电阻R12的另一端接地；GPRS通信芯片IC8的19脚与瓷片电容C30的一端相连后接到电源电路的+4V输出端；SIM卡座的4脚与瓷片电容C31的一端相连后接到GPRS通信芯片IC8的8脚；GPRS通信芯片IC8的23、24、26、46、47、48、49、50脚、SIM卡座的3脚、瓷片电容C30、C31的另一端都接地；GPRS通信芯片IC8的11、13脚分别连到S6、S5的另一端，GPRS通信芯片IC8的其他引脚悬空；
所述的WiFi模块电路电路包括WiFi通信模块IC9、电阻R13和R14；WiFi通信模块IC9的2脚接+3.3V输出端WiFi通信模块IC9的5、6脚分别接到电阻R13、R14的一端；电阻R13、R14的另一端、WiFi通信模块IC9的1脚都接地；WiFi通信模块IC9的第3、4引脚分别接S3、S4的另一端；WiFi通信模块IC9的其他引脚悬空；
所述的第一一级电源转换芯片IC1采用MICREL公司的LM2576-5V，二级电源转换芯片IC2采用AMS公司的1117-3.3V，第二一级电源转换芯片IC3采用MICREL公司的LM2576-ADJ，CMOS传感器模块IC4采用OV7725模组，处理器芯片IC5采用ST公司的STM32F101C8T6，RS485电平转换芯片IC6采用Maxium公司的MAX3485ESA，无线Zigbee射频芯片IC7采用TI公司的CC2530F256，GPRS通信芯片IC8采用深圳中兴公司的ME9000，WiFi通信模块IC9采用上海汉枫电子科技有限公司的HF_A11x无线模块。
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