CN202873072U - 可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，属于电子测控领域。包括电源电路、温湿度传感器接口电路、单片机电、射频电路和唤醒电路，温湿度传感器接口电路、射频电路、唤醒电路分别与单片机电路连接，唤醒电路包含一个唤醒芯片，用于唤醒温湿度节点。本实用新型用唤醒电路协调2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，提高了系统通信的可靠性；具有良好的扩展性；安装简便，节约了成本；简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了网络的生命周期。

Description

可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块

技术领域

本实用新型涉及一种可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，属于电子测控领域。

背景技术

随着计算机与信息技术在农业上的广泛应用，精准农业控制可以极大地节约各种原料的投入，大大降低生产成本，提高土地的收益率，同时十分有利于环境保护。精准农业前提就是农业环境信息的精确获得，如光照、温度、湿度等信息的采集。可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块通过实时测量环境中的温湿度信息，传送给信息中心收集和处理，为农作物提供一最佳的生长环境，促进农作物的产量提供准确的、科学的依据。

    目前温湿度信息监测在农业大棚、粮仓、食品仓库等方面应用越来越广泛，随之而来对成本、精确度、操作简便性等要求也越来越高。一方面要求温湿度传感器采集精度要高、速度要快，另一方面要求操作简便、信息传输快。

    目前，无线传感器网络温湿度节点采用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由，实现2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，这种方法使得节点在通讯上的能耗较大，降低了数据传输的效率和可靠性，影响了整个网络的寿命。

因此采用无线传感器网络设计一种低成本、低功耗、可唤醒的数字温湿度节点模块是最佳选择。

发明内容

本实用新型为解决农业大棚、粮仓温度检测的问题提出的一种可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块。

一种可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，包括电源电路1、温湿度传感器接口电路2、单片机电路3和射频电路4，温湿度传感器接口电路2和射频电路4分别与单片机电路3连接，单片机电路3包含一个微控制器U3，温湿度传感器接口电路2包含一个温湿度传感器U2，射频电路4包含一个射频芯片U1，其特征在于温湿度节点模块还包含唤醒电路5，唤醒电路5与单片机电路3连接，唤醒电路5包含一个唤醒芯片U4，用于唤醒温湿度节点。

本实用新型采用用唤醒电路协调2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，提高了系统通信的可靠性；具有良好的扩展性；安装简便，节约了成本；简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了网络的生命周期。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图。

图2是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块包括电源电路1、温湿度传感器接口电路2、单片机电路3、射频电路4和唤醒电路5，温湿度传感器接口电路2、射频电路4和唤醒电路5分别与单片机电路3连接，单片机电路3包含一个微控制器U3（MSP430F149），温湿度传感器接口电路2包含一个温湿度传感器U2（SHT1X），射频电路4包含一个射频芯片U1（CC1000），唤醒电路5包含一个唤醒芯片U4（AS3930），用于唤醒温湿度节点。

如图2所示，电源电路采用3节干电池供电，首先经过一个二极管（型号：4007）降压，然后通过一个电容(型号：10uf)滤波后一端接到单片机、射频芯片模拟电源输入端，另外一端通过一个电阻（型号：0欧姆）输出为微控制器、温湿度传感器、射频芯片和唤醒芯片的数字电源输入供电。温湿度传感器U2的输出信号端DATA与微控制器U3的P6.0端连接，温湿度传感器U2的的时钟输入端SCK与微控制器U3的P6.1端相连。射频芯片U1的DIO、DCLK、PCLK、PDATA和PALE端口分别和微控制器U3的P4.6、P5.4、P5.3、P5.1、P5.0端口连接， 接收单片机处理后的温湿度数据。射频芯片经过发射和接收路径LC滤波电路后与天线连接，与汇聚节点进行无线通信传输数据。唤醒芯片U4的CS、SCL、SDI、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT、XOUT端口分别和微控制器U2的P2.3、P2.4、P4.5、P4.7、P1.3、P3.7、P3.6端口相连，用于唤醒温湿度节点。

本实用新型可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块采用干电池供电，使用高性能的单片机技术、射频技术和无线传感器网络技术。采用3节5号可充电电池产生工作电源，通过温湿度传感器SHT11构成温湿度检测电路，通过AS3930唤醒传感器节点，通过嵌入式微控制器MSP430F149监测、采集和处理温湿度信息，并将处理后的温湿度数据输出给射频芯片CC1000；射频芯片通过天线，将温湿度数据以无线方式发送给汇聚节点。

Claims (4)

1.一种可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，包括电源电路（1）、温湿度传感器接口电路（2）、单片机电路（3）和射频电路（4），温湿度传感器接口电路（2）和射频电路（4）分别与单片机电路（3）连接，单片机电路（3）包含一个微控制器（U3），温湿度传感器接口电路（2）包含一个温湿度传感器（U2），射频电路（4）包含一个射频芯片(U1)，其特征在于温湿度节点模块还包含唤醒电路（5），唤醒电路（5）与单片机电路（3）连接，包含一个唤醒芯片(U4)，用于唤醒温湿度节点。

2.如权利要求1所述的可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，其特征在于，唤醒芯片（U4）的CS、SCL、SDI、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT、XOUT端口分别和微控制器（U3）的P2.3、P2.4、P4.5、P4.7、P1.3、P3.7、P3.6端口相连。

3.根据权利要求1或2所述的可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，其特征在于：温湿度传感器（U2）的输出信号端DATA与微控制器（U3）的P6.0端连接，温湿度传感器（U2）的时钟输入端SCK与微控制器（U3）的P6.1端相连。

4.根据权利要求1或2所述的可唤醒的无线传感器网络温湿度节点模块，其特征在于：射频芯片（U1）的DIO、DCLK、PCLK、PDATA和PALE端口分别和微控制器（U3）的P4.6、P5.4、P5.3、P5.1、P5.0端口连接。

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