CN105657864B - 一种轻型的高速无线传感器节点 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体地说是一种轻型的高速无线传感器节点，包括壳体、第一电路板、第二电路板、无线通信模块和连接器，第一电路板和第二电路板平行设置于壳体中，第二电路板下方设有无线通信模块，第一电路板、第二电路板和无线通信模块通过连接器相连；第一电路板和第二电路板在相互远离的一侧设有无线传感器节点电路芯片，无线通信模块在远离第二电路板的一侧设有无线传感器节点电路芯片，壳体的上盖板和下盖板上设有多个凸台，第一电路板上的无线传感器节点电路芯片分别与上盖板上的凸台相抵，第二电路板和无线通信模块上的无线传感器节点电路芯片分别与下盖板上的凸台相抵。本发明在减小装置体积同时能够快速散热。

Description

一种轻型的高速无线传感器节点

技术领域

本发明涉及无线传感器网络技术领域，具体地说是一种轻型的高速无线传感器节点。

背景技术

工业无线传感器网络技术是继现场总线之后，工业控制领域的又一个热点技术，是降低工业测控系统成本，提高工业测控系统应用范围的革命性技术，也是未来几年工业自动化产品新的增长点。在工厂自动化领域中，由于系统需要传感器的数量多，系统实时性和可靠性要求高，现有的基于单片机或其他低性能CPU的无线传感器网络节点远远满足不了工厂自动化的性能要求。为满足工厂自动化实时性和可靠性要求,需要采用更高性能的CPU和高速外设，但随着CPU性能提高必然导致系统复杂程度的提升，这就带来了两个问题：一方面高性能CPU及其附属外设无线传感器节点电路芯片的体积一般都比较大，做出来的节点一般都比较笨重，不适合工厂自动化现场应用；另一方面高性能必然带来高功耗，散热也成了一个比较大的问题，为保证CPU长期可靠地工作一般需要加装散热片和风扇，而这又进一步增大了节点体积。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轻型的高速无线传感器节点，将第一电路板和第二电路板分开平行设置，并且无线传感器节点电路芯片通过外部壳体直接散热，省却散热片和风扇等部件，有效减小装置体积。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种轻型的高速无线传感器节点，包括壳体、第一电路板、第二电路板、无线通信模块和连接器，所述第一电路板和第二电路板平行设置于所述壳体中，所述第二电路板的下方设有无线通信模块，所述第一电路板、第二电路板和无线通信模块依次通过连接器相连；所述第一电路板和第二电路板在相互远离的一侧设有无线传感器节点电路芯片，所述无线通信模块在远离所述第二电路板的一侧设有无线传感器节点电路芯片，所述壳体的上下两侧分别设有上盖板和下盖板，所述上盖板和下盖板上分别设有多个凸台，第一电路板上的每个无线传感器节点电路芯片分别与上盖板上不同的凸台相抵，所述第二电路板以及无线通信模块上的每个无线传感器节点电路芯片分别与下盖板上不同的凸台相抵。

所述第一电路板和第二电路板通过螺柱和螺母设置于所述壳体中，所述螺柱固装在所述上盖板上。

产生热量最大的第一电路板设置于第二电路板上方。

每个无线传感器节点电路芯片与凸台之间设有导热垫片。

所述壳体的上盖板和侧板上均布有多个用于散热的散热鳍片。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明包括第一电路板和第二电路板，并且两块电路板平行设置于壳体中，所述第一电路板和第二电路板在相互远离的一侧设有无线传感器节点电路芯片，该结构在节省空间的同时也方便无线传感器节点电路芯片散热。

2、本发明的第一电路板、第二电路板以及无线通信模块上的每个无线传感器节点电路芯片分别与上盖板和下盖板上的凸台相抵，直接将散热的热量传递给壳体，省却了散热片和风扇等部件，同时上盖板和下盖板上的凸台限定了第一电路板、第二电路板以及无线通信模块在壳体中位置，使安装更加牢固。

3、本发明中的无线传感器节点电路芯片与上盖板和下盖板的凸台之间均设有导热垫片，并且壳体在上盖板和侧板上均设有散热鳍片，能够将无线传感器节点电路芯片产生的热量快速散掉。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中，1为上盖板，2为凸台，3为无线传感器节点电路芯片，4为第一电路板，5为螺柱，6为第二电路板，7为无线通信模块，8为侧板，9为螺母，10为下盖板，11为连接器，12为螺钉，13为壳体，14为散热鳍片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1所示，本发明包括壳体13、第一电路板4、第二电路板6、无线通信模块7和连接器11，其中壳体13包括上盖板1、下盖板10和多个侧板8，所述上盖板1和下盖板10分设于壳体13的上下两侧并通过螺钉12与侧板8固连，所述第一电路板4和第二电路板6通过螺柱5和螺母9平行设置于所述壳体13中，所述螺柱5固装在所述上盖板1上，产生热量最大的第一电路板4设置于所述第二电路板6上方，所述第一电路板4和第二电路板6通过一个连接器11相连，在所述第二电路板6的下方设有无线通信模块7，所述无线通信模块7通过一个连接器11与所述第二电路板6相连，所述连接器11为本领域公知技术。

所述第一电路板4和第二电路板6在相互远离的一侧设有无线传感器节点电路芯片3，所述无线通信模块7在远离所述第二电路板6的一侧设有无线传感器节点电路芯片3，在所述上盖板1的下侧和下盖板10的上侧分别设有多个高度不同的凸台2，第一电路板4上的每个无线传感器节点电路芯片3分别与上盖板1上不同的凸台2相抵，所述第二电路板6以及无线通信模块7上的每个无线传感器节点电路芯片3分别与下盖板10上不同的凸台2相抵，每个无线传感器节点电路芯片3与相应的凸台2之间设有导热垫片，所述第一电路板4、第二电路板6以及无线通信模块7上的每个无线传感器节点电路芯片3散发的热量即分别通过上盖板1和下盖板10上的凸台2传递到壳体13上散去，在所述壳体13的上盖板1和侧板8上均布有多个用于散热的散热鳍片14，上盖板1和下盖板10上的凸台2同时也起到限位紧固作用，限定了第一电路板4、第二电路板6和无线通信模块7在壳体13内的位置。

本实施例选取Intel高性能X86处理器，并在该处理器内板上表贴4片DDR3高速内存，通过南桥无线传感器节点电路芯片扩展接口，同时外挂4GB固态硬盘无线传感器节点电路芯片，基于这套硬件平台，再加上Bios&Flash无线传感器节点电路芯片以及时钟电源电路制成第一电路板4，本实施例将其他外围接口电路，包括1路以太网口、2路USB接口、1路Mini PCIE接口、2路UART串口、12V输入电源电路、开关复位按钮等部件设计制成第二电路板6。本实施例中的无线通信模块7选用Mini PCIE接口网卡。

本发明的工作原理为：

本发明将第一电路板4和第二电路板6平行设置于壳体13中，同时在所述第一电路板4和第二电路板6相互远离的一侧设有无线传感器节点电路芯片3，每个无线传感器节点电路芯片3通过导热垫片与相应的上盖板凸台2或下盖板凸台8相抵，将散发的热量直接传递到壳体13上，并通过壳体13的上盖板1和侧板8上的散热鳍片14将热量快速散去。

Claims (5)

1.一种轻型的高速无线传感器节点，其特征在于：包括壳体(13)、第一电路板(4)、第二电路板(6)、无线通信模块(7)和连接器(11)，所述第一电路板(4)和第二电路板(6)平行设置于所述壳体(13)中，所述第二电路板(6)的下方设有无线通信模块(7)，所述第一电路板(4)、第二电路板(6)和无线通信模块(7)依次通过连接器(11)相连；所述第一电路板(4)上侧和第二电路板(6)下侧均设有无线传感器节点电路芯片(3)，所述无线通信模块(7)在远离所述第二电路板(6)的一侧设有无线传感器节点电路芯片(3)，所述壳体(13)的上下两侧分别设有上盖板(1)和下盖板(10)，所述上盖板(1)和下盖板(10)上分别设有多个凸台(2)，第一电路板(4)上的每个无线传感器节点电路芯片(3)分别与上盖板(1)上不同的凸台(2)相抵，所述第二电路板(6)以及无线通信模块(7)上的每个无线传感器节点电路芯片(3)分别与下盖板(10)上不同的凸台(2)相抵。

2.根据权利要求1所述的轻型的高速无线传感器节点，其特征在于：所述第一电路板(4)和第二电路板(6)通过螺柱(5)和螺母(9)设置于所述壳体(13)中，所述螺柱(5)固装在所述上盖板(1)上。

3.根据权利要求1或2所述的轻型的高速无线传感器节点，其特征在于：产生热量最大的第一电路板(4)设置于第二电路板(6)上方。

4.根据权利要求1所述的轻型的高速无线传感器节点，其特征在于：每个无线传感器节点电路芯片(3)与凸台(2)之间设有导热垫片。

5.根据权利要求1所述的轻型的高速无线传感器节点，其特征在于：所述壳体(13)的上盖板(1)和侧板(8)上均布有多个用于散热的散热鳍片(14)。