CN202085312U - 一种基于td-scdma的无线传感器网络网关装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，主要由微处理器、ZigBee模块、TD-SCDMA(Time-Division Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)无线通信模块和电源模块组成，实现无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)与Internet连接，接收、转发WSN数据的功能。本实用新型智能物联网网关装置采用ZigBee/802.15.4协议自组织网络，以及TD-SCDMA的同步码分多址技术、智能天线技术和软件无线技术，具有低功耗、抗干扰、高效率、长生命周期等优点。
Description
一、技术领域
本实用新型一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，涉及一种近距离数据采集接收、远距离数据无线传输转发等技术，尤其涉及ZigBee/802.15.4自组网、TD-SCDMA移动通信网络以及Internet异构网络无缝连接技术。本实用新型一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，通过ZigBee无线通信模块收发数据信息，ZigBee将接收的数据信息无线传输至TD-SCDMA模块，再由该无线模块通过AT指令，实现Internet网络TCP/IP协议间的转换从而实现异构网络数据对接。
二、背景技术
目前，在智能家居系统、环境监控系统、智能医疗、智能交通等领域，常需要智能网关实现监测区域数据信息收集、处理融合以及中转远程发送至上位机监控中心，满足实时远程监测监控的需求，便于管理和监控。由于监测点分布分散、分布范围广、而且大多数采集终端需要部署在无人值守的野外恶劣环境中，距离监控中心比较远，通过有线方式会受到布线、传输速率、成本等多种因素的制约，难以在远程监控系统中使用。宽带移动通信技术的发展使得高速远程传输数据信息成为可能。因此，本实用新型智能物联网网关装置集短距离通信与远程数据通信于一体，实现了将近距离采集的数据远程传输至监控中心，满足实时远距离智能化监测监控的需求。
三、发明内容
(1)发明目的
本实用新型的目的就是克服现有技术的不足，开发一种基于TD-SCDMA技术的物联网智能网关装置，具有接收近距离信息数据，并将数据进行融合处理后通过TD-SCDMA网络远程传输至Internet网络的功能。
(2)技术方案
本实用新型一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置主要由ZigBee无线通信模块1，微处理器2、TD-SCDMA通信模块3以及电源模块4组成。使用Z-Stack协议栈搭载ZigBee协议自组织网络，具有数据信息采集、处理、融合以及中转数据信息的功能。微处理器2采用ARM7TDMI核，它是目前使用最广泛的32位嵌入式RISC，极低的功耗，能够提供0.9MIPS/MHZ的三级流水线结构，代码密度高，并兼容16位的Thumb指令集，主频最高可达130MIPS；ZigBee无线模块1采用2.4GHZ频段的CC2430芯片，它结合一个高性能2.4GHZ DSSS射频收发器核心和一颗工业级小巧高效的8051控制器，它的设计结合了8Kbyte的RAM及强大的外围模块，并根据不同的闪存空间来优化复杂度与成本的组合，是一款低成本、低功耗、高可靠性的射频芯片；LC6311是作为TD-SCDMA/GCE双模模块3，支持系统间跨网自动无缝切换，支持UART和USB两种通信接口，使用更为方便和灵活，内部集成TCP/IP协议，可以方便连接Internet。微处理器模块2通过串口1接收ZigBee无线模块1的数据信息，由串口2发送数据至TD-SCDMA模块3，TD-SCDMA模块实现了无线传感器网络数据与Internet网络数据信息的对接。
(3)技术效果
一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置是一种融合了无线传感器网络、3G移动通信、Internet等领域最新技术的中转设备，本实用新型均采用无线通信方式，具体安装简单、部署灵活、成本低、适应性强、维护方便、自动化、智能化程度高等优点，非常适用于智能家居系统、石油、化工、钢铁等工业远程监控、智能环境监控、智能交通以及智能医疗等领域，这将大大突破原有的有线传输、人工操作维护等监控方式的局限性，是高度自动化、远程化及智能化的中转设备。
本实用新型TD-SCDMA无线传感器网络网关装置的使用，将极大改进监控领域的应用现状，提高监控综合水平，促进国内监控系统向便携化、智能化发展，有十分广阔的应用前景，是构建和谐社会的一种有效技术装备。
四、附图说明
下面结合附图对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型原理框图
图2本实用新型ZigBee模块原理图
图3本实用新型TD-SCDMA模块原理图
图4本实用新型微处理器模块原理图
图5本实用新型电源模块原理图
五、具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明：
参照图1，图1表示本实用新型装置原理框图。本实用新型通过ZigBee模块采集数据信息，通过微处理器模块计算处理数据，通过3G模块远程传输数据至上位机监控中心实现远程数据监测的目的。
参照图2，图2表示本实用新型装置ZigBee模块原理图。JTAG-2430是ZigBee模块核心芯片CC2430的底座，使用的供电电源电压为3.0V，ZigBee模块采用RXDO，TXDO收发数据信息。
参照图3，图3表示TD-SCDMA模块原理图。采用LC6311芯片在TD-SCDMA制式下，支持上下行非对称数据传输能力，上下行数据传输速率可分别达到384kbps；支持UART和USB两种通信接口；工作频段为：201-2025 MHz；内部集成TCP/IP协议，可以方便连接Internet。通过UART1_TX，UART1_RX与微处理器的P0.8，P0.9口相连；LC6311采用单一输入直流电源VBAT4.0V，该电源供给射频部分和模拟基带单元，通过10K上拉电阻和4K的下拉电阻获得3.0V电源电压作为DOWNLOAD_MODE正常工作电压，VGP是芯片上电指示，用发光二极管表明上电是否正常；GPIO口用于配置芯片的睡眠机制节省功耗；芯片提供一个SIM卡接口，其中采用3.0V电源电压供电，该接口兼容ISO 7816IC卡标准；COM_SEL1，COM_SEL2为通讯选择信号线，用于选择LC6311与外部的通讯口，两种选择参数的不同决定了采用UART还是USB通信口。
参照图4，图4表示本实用新型微处理器原理图。微处理器采用LPC2132主芯片，通过引脚P0.0，P0.1口接收ZigBee模块的数据，通过P0.8，P0.9口与TD-SCDMA模块的UART相连。微处理器采用3.0V电压供电。
参照图5，图5表示本实用新型电源模块原理图。电源模块中采用的是单一直流电源4.0V供电，微处理器模块、TD-SCDMA模块所学的3.0V电源电压，需通过系统提供的直流电源转换，4.0V直流电压源通过芯片XC6203E302和10uF电容转换成3.0V电压。LM25765-ADJ中可以通过调节R61，R62电阻的比值获取所需的电压值。
Claims (3)
1.一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，其特征在于：系统主要由ZigBee模块1、微处理器模块2、TD-SCDMA模块3以及电源模块4组成，ZigBee模块1主要采用CC2430搭载ZigBee2006协议，实现信息的传输和接收，CC2430模块将接收到的信息通过串口传输给微处理器模块2；微处理器模块2采用ARM7 LPC2132核心芯片，通过串口1接收ZigBee无线通信模块发送的数据信息，经过运算处理由串口2传输至TD-SCDMA无线通信模块3，TD-SCDMA无线通信模块3将信息转发至Internet。
2.根据权利要求1所述的一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，其特征在于：微处理器2基于ARM7TDMI核；可以扩展两片SDRAM构建SDRAM存储器系统；LC6311作为TD-SCDMA/GCE双模模块3，支持系统间跨网自动无缝切换，支持UART和USB两种通信接口，内部集成TCP/IP协议，可以方便连接Internet。
3.根据权利要求1所述的一种基于TD-SCDMA的无线传感器网络网关装置，其特征在于：电源模块4采用LM25767-ADJ以及XC6203E302核心芯片分别为ZigBee无线通信模块1、微处理器模块2、TD-SCDMA模块3提供正常工作所需的电源。
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| CN2011201458752U CN202085312U (zh) | 2011-05-10 | 2011-05-10 | 一种基于td-scdma的无线传感器网络网关装置 |
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