CN205229793U - 基于ZigBee的传感器控制终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于ZigBee的传感器控制终端，包括微处理器单元，所述微处理器单元为带ZigBee射频收发器的片上系统芯片，所述片上系统芯片的输出端通过内部数据总线和蜂鸣器电路相连；电源端通过电池电量检测电路连接DC电源模块；所述片上系统芯片的第一输入端通过内部数据总线和手动按钮电路相连，第二输入端通过I2C接口连接温湿度检测电路，第三输入端通过模数转换器连接光照检测电路。本实用新型通过使用ZigBee的SoC芯片实现射频和主控芯片合一，大幅减少元器件数量和印制电路板面积，将传感器通过ZigBee的无线网络接入到符合ZigBee标准的智能家居系统中，实现远程信息查看及自动控制。

Description

基于ZigBee的传感器控制终端

技术领域

本实用新型涉及一种传感器控制终端，尤其涉及一种基于ZigBee的传感器控制终端。

背景技术

光照和温湿度传感器(以下简称传感器)是实现智能家居系统的一个必不可少的组成设备，用于实现智能家居系统对环境照度，温湿度信息的收集。该传感器需要包含与上位机进行控制信号的通讯、解析和执行功能，对环境信息的采集功能。

目前市场上的传感器多为离线传感器，这种传感器环境信息只能在本地查看，不便于对环境信息的集中管理，联动控制。少数的无线传感器通讯方式以315/433MHz频段、WiFi和蓝牙为主。无线通讯方式中315/433MHz频段没有成熟的网络组成方式，以广播传输为主，网络容量和空间覆盖范围收到很大的约束。WiFi和蓝牙方式，比较耗电，且组网规模较小，一般真正规模的智能家居系统不会采用这类通讯方式，所以这类传感器也无法融入智能家居系统中。

为了满足智能家居日益增长的需求，基于ZigBee的传感器需要接入大型通讯网络，并与智能家居中的其他系统设备共存,以实现远程查看环境信息或智能家居系统根据预设策略进行自动控制的功能。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于ZigBee的传感器控制终端，能够大幅减少元器件数量和印制电路板的布板面积，将传感器通过ZigBee的无线网络接入到符合ZigBee标准的智能家居系统中，实现远程信息查看及智能家居系统根据预设策略进行自动控制。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种基于ZigBee的传感器控制终端，包括微处理器单元，其中，所述微处理器单元为带ZigBee射频收发器的片上系统芯片，所述片上系统芯片的输出端通过内部数据总线和蜂鸣器电路相连；所述片上系统芯片的电源端通过电池电量检测电路连接DC电源模块；所述片上系统芯片的第一输入端通过内部数据总线和手动按钮电路相连，第二输入端通过I2C接口连接温湿度检测电路，第三输入端通过模数转换器连接光照检测电路。

上述的基于ZigBee的传感器控制终端，其中，所述温湿度检测电路采用SHT11芯片；所述光照检测电路由光敏二极管、三极管和匹配电阻组成。

上述的基于ZigBee的传感器控制终端，其中，所述DC电源模块包括LDO芯片和滤波电容，所述DC电源模块输入端连接9V电池，输出电压为3.3V。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的基于ZigBee的传感器控制终端，通过使用ZigBee的SoC芯片实现射频和主控芯片合一，能够大幅减少元器件数量和印制电路板的布板面积，将传感器通过ZigBee的无线网络接入到符合ZigBee标准的智能家居系统中，实现远程信息查看及智能家居系统根据预设策略进行自动控制。

附图说明

图1为本实用新型基于ZigBee的传感器控制终端电路方框示意图；

图2为本实用新型控制终端组网连接示意图。

图中：

1微处理器单元2电池电量检测电路3温湿度检测电路

4光照检测电路5蜂鸣器电路6手动按钮电路

7DC电源模块

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型基于ZigBee的传感器控制终端电路方框示意图。

请参见图1，本实用新型提供的基于ZigBee的传感器控制终端，包括微处理器单元1，其中，所述微处理器单元1为带ZigBee射频收发器的片上系统芯片，所述片上系统芯片的输出端通过内部数据总线和蜂鸣器电路5相连；所述片上系统芯片的电源端通过电池电量检测电路2连接DC电源模块7；所述片上系统芯片的第一输入端通过内部数据总线和手动按钮电路6相连，第二输入端通过I2C接口连接温湿度检测电路3，第三输入端通过模数转换器连接光照检测电路4。

本实用新型使用了带ZigBee射频收发器的片上系统芯片替代了MCU和射频收发器，仅需配套必须的晶体振荡器和负载电容、退耦电容、射频匹配电路和天线，即可实现核心处理器功能和射频收发功能。实现了电子元器件数量的最少化，印制电路板布板的必须面积得到了极大的缩减。带ZigBee射频收发器的片上系统可选择TI出品的“用于2.4GHzIEEE802.15.4/RF4CE/ZigBee的第二代片上系统解决方案”系列的SoC芯片，或者Atmel出品的“无线MCU单芯片解决方案”系列的SoC芯片。SoC芯片通过I2C接口实现温湿度信息读取，通过ADC实现照度信息读取。

此外，本实用新型传感器内的DC电源模块7采用9V电池供电，通过LDO芯片(MCP1701AT-3302I/CB)将电压转化成3.3V，辅以滤波电容。电池电量检测电路2通过电源管理芯片(LN2054Y2AM)，辅以匹配电阻，调整电压至合理范围，输到SOC芯片，以监测电池电量。手动按钮开关6可短按控制设备重启，长按操作设备进入激活状态，以方便网络配置信息下发。蜂鸣器电路5用于指示设备入网状态。温湿度检测电路3采用SHT11芯片。光照度检测电路4由光敏二极管、9015三极管和匹配电阻组成。

图2为本实用新型控制终端组网连接示意图。

请参见图2，本实用新型传感器作为ZigBee网络的终端节点(不具备路由功能)接入ZigBee的Mesh型无线网络。图中虚线曲线代表ZigBee无线网络信息传递路径。一个完整的ZigBee无线网络由协调器(唯一)、路由节点(可多个)、终端节点(可多个)组成。其中路由节点在网络中承担路由发现、消息转发、允许其他节点通过本节点关联到网络功能。本实用新型属于终端节点，不具备路由转发功能，平时多处于睡眠状态，定期唤醒，上报数据。

请参见图2，本实用新型传感器在Mesh型ZigBee无线网络中的工作原理如下：1、本实用新型传感器上电启动后，通过无线网络路径③->②加入ZigBee协调器组件的ZigBee无线网络中；也可以通过④直接加入ZigBee无线网络。2、本实用新型传感器的SoC芯片在完成数据采集和处理后，定时上传至协调器，如对比上次值，变化明显则立即上传。3、本实用新型传感器平时一般处于睡眠状态，是无法及时获取协调器发送的数据。长按开关按钮，激活传感器，协调器可发送信息至传感器(如信道，网络号等配置信息)。

本实用新型提供的基于ZigBee的传感器控制终端，具体优点如下：1、通过ZigBee网络实现大型无线网络组网功能，网络节点数可以达到1000点以上；2、符合ZigBee联盟相关标准，可兼容符合标准的不同制造商的同类产品；3、通过使用ZigBee的SoC芯片实现射频和主控芯片合一，大幅减少元器件数量和印制电路板的布板面积。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (3)

1.一种基于ZigBee的传感器控制终端，包括微处理器单元(1)，其特征在于，所述微处理器单元(1)为带ZigBee射频收发器的片上系统芯片，所述片上系统芯片的输出端通过内部数据总线和蜂鸣器电路(5)相连；所述片上系统芯片的电源端通过电池电量检测电路(2)连接DC电源模块(7)；所述片上系统芯片的第一输入端通过内部数据总线和手动按钮电路(6)相连，第二输入端通过I2C接口连接温湿度检测电路(3)，第三输入端通过模数转换器连接光照检测电路(4)。

2.如权利要求1所述的基于ZigBee的传感器控制终端，其特征在于，所述温湿度检测电路(3)采用SHT11芯片；所述光照检测电路(4)由光敏二极管、三极管和匹配电阻组成。

3.如权利要求1所述的基于ZigBee的传感器控制终端，其特征在于，所述DC电源模块(7)包括LDO芯片和滤波电容，所述DC电源模块(7)输入端连接9V电池，输出电压为3.3V。