CN203659199U - 可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点 - Google Patents
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Abstract
可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点，具体涉及信息采集终端技术领域。所述的射频核心板(1)分别于程序下载模块(3)、传感器接口模块(4)、继电器(5)、外部扩展接口(7)相互连接，射频核心板(1)与智能显示模块(6)连接，电源供电模块(2)与射频核心板(1)连接。它有不同类型传感器接口模块，实现多种数据采集；减小采集终端的功耗，延长终端节点生存周期。
Description
技术领域：
本实用新型涉及信息采集终端技术领域，具体涉及可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点。
背景技术：
Zigbee是一种低速短距离传输的无线网络协定，由于它具有低速、低耗电、低成本、支持大量网络节点、支援多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全等众多特点，近几年得到了迅速发展。Zigbee技术在数据采集，数据传输中具有显著优势，这些数据为科学生产，智能管理等方面提供了依据。
终端节点是Zigbee网络的基本组成单元，终端节点性能的好坏，直接影响整个网络的可靠性。当今终端节点一般由射频核心模块，电源模块，传感器模块，程序下载模块，用户按键模块和扩展模块组成。射频核心模块负责寻找网络传输数据，电源模块负责为系统供电，传感器模块负责采集周围环境因子，程序下载模块负责烧写程序到射频核心模块中，用户按键和拓展模块则是为了提高节点的可操作性。
经过市场调研，我们发现，现在市场上生产的信息采集终端节点，多大具有以下不足：一、终端节点数据采集种类过少，传感器模块只能单一的检测某种环境因子，很难满足人们的需求；二、终端节点功耗过大，终端节点休眠后，一些传感器处于供电状态，增加了不必要的浪费，电池使用寿命短，限制了Zigbee的应用；三、使用不方便，调试繁琐，组装麻烦，特别是对非技术人员。
实用新型内容：
本实用新型的目的是提供可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点，它有不同类型传感器接口模块，实现多种数据采集；减小采集终端的功耗，延长终端节点生存周期。
为了解决背景技术所存在的问题，本实用新型是采用以下技术方案：它包含射频核心板1、电源供电模块2、程序下载模块3、传感器接口模块4、继电器5、智能显示模块6、外部扩展接口7，所述的射频核心板1分别与程序下载模块3、传感器接口模块4、继电器5、外部扩展接口7相互连接，射频核心板1与智能显示模块6连接，电源供电模块2与射频核心板1连接。
所述的射频核心板1采用FB2530RF核心板。
所述的程序下载模块3采用标准的CC-DEBUGGER调试下载接口JTAT。
本实用新型具有以下有益效果：它有不同类型传感器接口模块，实现多种数据采集；减小采集终端的功耗，延长终端节点生存周期。
附图说明：
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型程序下载模块3电路原理图；
图3是本实用新型Sht10双总线温湿度传感器电路原理图；
图4是本实用新型电源供电模块2电路原理图；
图5是本实用新型电流型传感器接口电路原理图；
图6是本实用新型电压型传感器接口电路原理图；
图7是本实用新型继电器5电路原理图。
具体实施方式：
参看图1-7，本具体实施方式采用以下技术方案：它包含它包含射频核心板1、电源供电模块2、程序下载模块3、传感器接口模块4、继电器5、智能显示模块6、外部扩展接口7，所述的射频核心板1分别与程序下载模块3、传感器接口模块4、继电器5、外部扩展接口7相互连接，射频核心板1与智能显示模块6连接，电源供电模块2与射频核心板1连接。
所述的射频核心板1采用FB2530RF核心板。该核心板集射频收发及MCU控制功能于一体，外围元件包含一颗32MHz晶振和一颗32.768KHz晶振及其他一些阻容器件。天线设计中采用板载PCB倒F天线设计，采用巴伦匹配电路，接收灵敏度可达-97dB。在开阔可视条件下，通信距离为250M左右。FB2530RF核心板外接插座40个引脚，将CC2530芯片的所有IO口均连接至插座处，插座针距为1.27mm，跨距为30.5mm。
所述的程序下载模块3采用标准的CC-DEBUGGER调试下载接口JTAT。CC-DEBUGGER是一个主要是用于Texas Instruments低功耗的射频片上系统的在线小型编程和仿真器，可以配合IAR软件进行系统开发和配置，支持CC2530芯片。
所述的电源供电模块2采用二节Trust Fire26650高容量5000毫安锂电池，提供7.6V标准电压，然后进过稳压芯片LM7805调整电压为5V，再进过SE1117-3.3稳压芯片转化成系统工作电压3.3V，这样既能保证节点稳定工作半年以上，又能实现分级电压，为各模块供电。
所述的传感器接口模块4，该模块中设计了数字传感器和模拟传感器。数字传感器：数字传感器部分包括一个温敏电阻，一个光敏电阻和一个Sht10双总线温湿度传感器。温敏电阻和光敏电阻负责采集温度和光照信息，同时也用于终端节点硬件测试。Sht10负责采集空气的温度和湿度，双总线接口已经引出，只要符合双总线协议的数字传感器都可以直接接上去。模拟传感器：模拟传感器主要用于土壤数据的采集，只要符合设计要求的模拟传感器都可以直接接到模拟传感器接口上。设计了2路电流型传感器接口和2路电压型传感器接口。
模拟传感器接口包括电流型传感器接口和电压型传感器接口。
电流型传感器接口电流输入范围为0-3A，最大测量电流为3A，进过0.050采样电阻电流取样检测电路后，成为电压信号，再使用差分运放完成电流方向的识别，差分运放输出的双端信号再经过差分单端运放后，成为单端信号，单端信号再经过衰减电路调整到适合AD输入的电压范围0-3V，最后经过运放构成的缓冲器输出到CC2530芯片的ADIN端。支持二路电流传感器同时检测，接口供电电压为5V。
电压型传感器接口电压输入范围为正负20V，最大测量电压为20V，电压输入使用大于1MΩ的等效输入阻抗的输入取样，将输入电压进行15陪衰减，然后使用差分单端运放，将其变换到0-3V的范围，经过电压二次缓冲后送到AD采样输入端。支持二路电压传感器同时检测，接口供电电压为5V。
所述的继电器5中，由于模拟传感器传输的是模拟信号，一般其功耗是比较大的。同时，在实际应用中，很多时候是不需要时时刻刻检测数据的，而是间隔式的检测，特别是土壤数据。正是由于这二点，在应用中希望模拟传感器能够在我们需要检测数据时才检测数据，继电器公共端接+5电源，常闭和常开二段引出，需要控制的模拟传感器供电线接到常开端。CC2530引脚JDQ输出的信号经过8550三极管放大后，控制继电器的启动和断开，从而控制模拟传感器间隔式工作。
本具体实施方式具有以下有益效果：它有不同类型传感器接口模块，实现多种数据采集；减小采集终端的功耗，延长终端节点生存周期。
Claims (3)
1.可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点，其特征在于它包含射频核心板(1)、电源供电模块(2)、程序下载模块(3)、传感器接口模块(4)、继电器(5)、智能显示模块(6)、外部扩展接口(7)，所述的射频核心板(1)分别与程序下载模块(3)、传感器接口模块(4)、继电器(5)、外部扩展接口(7)相互连接，射频核心板(1)与智能显示模块(6)连接，电源供电模块(2)与射频核心板(1)连接。
2.根据权利要求1所述的可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点，其特征在于所述的射频核心板(1)采用FB2530RF核心板。
3.根据权利要求1所述的可控低功耗Zigbee无线数据采集终端节点，其特征在于所述的程序下载模块(3)采用标准的CC-DEBUGGER调试下载接口JTAT。
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- 2014-01-14 CN CN201420032112.0U patent/CN203659199U/zh not_active Expired - Fee Related
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