CN204761727U - 一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统 - Google Patents
一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，所述中心调节器和传感器节点内分别设置有自组网模块，所述传感器节点还设置有传感器所述自组网模块由单片机、射频芯片和独立电源组成，所述独立电源分别与单片机、射频芯片电连接；所述传感器节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述中心调节器与附近的传感器节点通过自组网模块无线通讯连接。本实用新型的模块节点之间能够相互中继，完成组网；使用时采用间歇式唤醒方式工作，低功耗，低成本；通信距离足够远；安装操作简单；模块通讯频率符合我国无线通信频率开放频段433MHz，并开放16个信道，使用整个通讯模块处于低功率，而不易受打扰，稳定传输。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通讯领域，具体涉及一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统。
背景技术
在现代工业、农业生产中，温度、压力、流量和液位是最常见的四种过程变量。其中温度是一个非常重要的过程变量，因为它是直接影响燃烧、烧烤、锻造、挤压成形、蒸馏、发酵、浓度、化学反应，结晶以及空气流动等物理和化学过程。一量温度控制不好就有可能引起生产安全，产品质量和产量等一系列问题。尽管温度控制很重要，但是要控制好温度常常会遇到意想不到的困难。在此背景下，无线传感器网络监控系统应运而生，该系统能够对周围的环境进行温度的测控。传感器网络技术就是高度集成而形成的新信息获取及处理技术的一种。随着无线通讯设备走向集成电路模块化，可以预计，将来无线传感器网络将无处不在。
为了推动工、农业的现代化发展，国家也逐步加大开放政策，开通免费频段，鼓励民企投入到无线通信领域的开发研究。目前，国内外也相继推出了几个“传感器的无线通讯系统”。但大多数只实现了透传广播的方式，只能通过单一的点对点传输。而引进的Zigbee自组网模块，其模块之间可以相互中继完成组网，但在实际安装调试中也遇到很多问题。首先Zigbee模块通信协议是国外开发，半公开，整个通讯系统不能根据我国环境进行更改，因地制宜。其次，Zigbee无线模块采用2.4G频率，频率大，波长小，通讯时容易受干扰，传输距离相对较短，特别是模块进入休眠模式后存在无法恢复到正常通讯状态。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型旨在提供一种模块节点之间能够相互中继，完成组网低功耗，低成本通信距离足够远、安装操作简单、模块通讯频率符合我国无线通信频率开放频段的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统。
为实现该技术目的，本实用新型的方案是：一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，包括中心调节器、传感器节点、自组网模块，所述中心调节器和传感器节点内分别设置有自组网模块，所述传感器节点还设置有传感器所述自组网模块由单片机、射频芯片和独立电源组成，所述独立电源分别与单片机、射频芯片电连接；
所述传感器节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述中心调节器与附近的传感器节点通过自组网模块无线通讯连接。
作为优选，所述自组网模块的接收时的电流小于5.5mA，发送时电流小于90mA，休眠最低电流为1.0uA，间歇工作的间空比为1s比200ms以上。
作为优选，所述单片机型号为功耗的STC15系列。
作为优选，所述射频芯片为低功耗的A7139型号。
作为优选，所述独立电源为蓄电池或者太阳能电池。
作为优选，所述自组网模块的收发频率为433MHz。
本实用新型的有益效果，模块节点之间能够相互中继，完成组网；使用时采用间歇式唤醒方式工作，低功耗，低成本；通信距离足够远；安装操作简单；模块通讯频率符合我国无线通信频率开放频段433MHz，并开放16个信道，使用整个通讯模块处于低功率，而不易受打扰，稳定传输。
附图说明
图1为本实用新型的结构框图；
图2为本实用新型的工作原理图。
其中：R：中心调节器；C：传感器节点。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1、2所示，本实用新型所述的具体实施例为一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，包括中心调节器、传感器节点、自组网模块，所述中心调节器和传感器节点内分别设置有自组网模块，所述传感器节点还设置有传感器所述自组网模块由单片机、射频芯片和独立电源组成，所述独立电源分别与单片机、射频芯片电连接；所述传感器节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述中心调节器与附近的传感器节点通过自组网模块无线通讯连接。所述传感器节点内的传感器为温度传感器、光线传感器。
所述自组网模块的接收时的电流小于5.5mA，发送时电流小于90mA，休眠最低电流为1.0uA，间歇工作的间空比为1s比200ms以上，非常适合用电池供电。所述独立电源为蓄电池或者太阳能电池。
本系统采用的无线数据的自组网模块，由低功耗的单片机STC15系列和低功耗射频芯片A7139组成。单片机通过SPI总线连接射频芯片，单片机内部嵌入自定义自组网通信协议和射频芯片驱动程序。
所述自组网模块的收发频率为433MHz。通信过程中受打扰的机率较低，传输更稳定。同时还开放16个信道，每个信道使用的频率都不同，万一通信中受打扰了，只需用软件切换信道即可。比Zigbee模块的收发频率2.4G的波长要长，衍射能力(穿透能力)要强，传输距离要远。
根据工、农业中各种传感器的应用情况，我们可以为模块制定不一样的工作模块，如在工业生产中，模块使用通讯频繁且有稳定的供电系统，可以把控制模块设置为常规不休眠模式；而在农业生产中，比如大棚蔬菜种植产业，需要温度传感器做室温监控，则可以采用以电池供电为主的休眠工作模式，休眠模式下很大程度上降低了模块功耗，提高了电池使用寿命。
本系统中，监控中心协调器模块和节点传感器模块均采用微功率(只有17dB)，中心协调器模块和传感器节点模块一上电，在很短时间里就可以构建一个以中心协调器为主，传感器节点模块为从的通讯网络系统。组网过程中，每个传感器节点模块既是目标节点，也可以成为其他传感器节点的中继节点。在网络中的传感器节点模块不仅具有路由功能，而且兼备与用户设备通信功能。
本系统最大级跳数为8级，每级传输距离是200m，即传输半径最高可达1600米。本系统的可以由网络中的自组网模块自动建立，同时也可以由人工配置。极大地方便了安装测试工作。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本实用新型技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：包括中心调节器、传感器节点、自组网模块，所述中心调节器和传感器节点内分别设置有自组网模块，所述传感器节点还设置有传感器所述自组网模块由单片机、射频芯片和独立电源组成，所述独立电源分别与单片机、射频芯片电连接；
所述传感器节点之间通过自组网模块无线中继通讯连接，所述中心调节器与附近的传感器节点通过自组网模块无线通讯连接。
2.根据权利要求1所述的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：所述自组网模块的接收时的电流小于5.5mA，发送时电流小于90mA，休眠最低电流为1.0uA，间歇工作的间空比为1s比200ms以上。
3.根据权利要求1所述的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：所述单片机型号为功耗的STC15系列。
4.根据权利要求1所述的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：所述射频芯片为低功耗的A7139型号。
5.根据权利要求1所述的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：所述独立电源为蓄电池或者太阳能电池。
6.根据权利要求1所述的应用于传感器的无线自组网通讯控制系统，其特征在于：所述自组网模块的收发频率为433MHz。
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|---|---|---|---|
| CN201520448715.3U CN204761727U (zh) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | 一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统 |
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Publications (1)
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| CN204761727U true CN204761727U (zh) | 2015-11-11 |
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| CN201520448715.3U Expired - Fee Related CN204761727U (zh) | 2015-06-26 | 2015-06-26 | 一种应用于传感器的无线自组网通讯控制系统 |
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| CN (1) | CN204761727U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107580362A (zh) * | 2017-08-25 | 2018-01-12 | 东南大学 | 一种低功耗远距离无线传输系统 |
| CN110138431A (zh) * | 2019-04-24 | 2019-08-16 | 杭州中科先进技术研究院有限公司 | 一种射频中继系统 |
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2015
- 2015-06-26 CN CN201520448715.3U patent/CN204761727U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20151111 Termination date: 20180626 |