基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)。本發(fā)明包括監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)及監(jiān)測中心，所述的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、及控制器模塊；所述的網(wǎng)關(guān)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、TD-LTE模塊、控制器模塊及外部鋰電池太陽能電池部分；所述的監(jiān)測中心搭建在專用PC機(jī)上。本發(fā)明體積小，功耗低，精度高；具備數(shù)據(jù)采集、處理和存儲等功能，能快速的檢測出氣體環(huán)境中多種VOCs的濃度。
【專利說明】基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于工業(yè)控制【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會的進(jìn)步，諸多工業(yè)產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)過程中產(chǎn)生了大量的惡臭類氣體和VOCs (可揮發(fā)性有機(jī)物)，該物質(zhì)會對人體健康及環(huán)境造成巨大的危害。長期居住在揮發(fā)性有機(jī)化合物污染的環(huán)境中，可引起慢性中毒，損害肝臟和神經(jīng)系統(tǒng)、引起全身無力、皮膚瘙癢等癥狀。有的還可能引起內(nèi)分泌失調(diào)、影響性功能；苯和二甲苯還能損害系統(tǒng)，以至引發(fā)白血病。近年來，隨著無線技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)等學(xué)科的飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)成為氣體環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)，具有監(jiān)測范圍大，配置靈活，功耗低，對自然環(huán)境破壞小，成本低廉的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對氣體環(huán)境的多點(diǎn)遠(yuǎn)程多參數(shù)實(shí)時在線監(jiān)測，對氣體環(huán)境變化的監(jiān)控和環(huán)境保護(hù)具有極大的發(fā)展前景和現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有氣體環(huán)境監(jiān)測現(xiàn)狀的不足，提出了一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)備。本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
本發(fā)明包括監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)及監(jiān)測中心。
[0004]監(jiān)測節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、及控制器模塊。
[0005]網(wǎng)關(guān)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、TD-LTE模塊、控制器模塊及外部鋰電池太陽能電池部分。
[0006]監(jiān)測中心搭建在專用PC機(jī)上。
[0007]本發(fā)明的有益效果:該裝置體積小，功耗低，精度高；具備數(shù)據(jù)采集、處理和存儲等功能，能快速的檢測出氣體環(huán)境中多種VOCs的濃度，利用CCllOl無線通信模塊及TD-LTE模塊將惡臭類氣體和VOCs濃度信息、節(jié)點(diǎn)設(shè)備所在的經(jīng)緯度信息及時間信息等發(fā)送至服務(wù)器，從服務(wù)器上觀測系統(tǒng)所監(jiān)測到的信息，體現(xiàn)出人工智能為工業(yè)發(fā)展帶來的貢獻(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明的整體硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)硬件結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)電源管理模塊電路原理圖；
圖4為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)時鐘模塊電路原理圖；
圖5為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)外部存儲模塊電路原理圖；
圖6為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)AD采樣部分電路原理圖； 圖7為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)按鍵部分電路原理圖；
圖8為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)LED燈部分電路原理圖；
圖9為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)JTAG程序燒錄部分電路原理圖；
圖10為本發(fā)明的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)控制器電路原理圖；
圖11為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)硬件結(jié)構(gòu)圖；
圖12為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)電源管理模塊電路原理圖；
圖13為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)時鐘模塊電路原理圖；
圖14為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)外部存儲模塊電路原理圖；
圖15為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)AD采樣部分電路原理圖；
圖16為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)按鍵部分電路原理圖；
圖17為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)LED燈部分電路原理圖；
圖18為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)JTAG程序燒錄部分電路原理圖；
圖19為本發(fā)明的網(wǎng)關(guān)控制器電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明各個模塊做具體的說明。
[0010]如圖1所示，監(jiān)測節(jié)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊及外部鋰電池太陽能電池部分。與控制器相連的LED燈部分用于硬件調(diào)試。
[0011]如圖2所示，電源管理模塊由以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路及外接12V鋰電池組成。電源接口 J14的I引腳與鋰電池的12V接口正極連接，電源接口 J14的2引腳和3引腳接地，電源接口 J6的I引腳與太陽能電池的正極接口連接，電源接口 J6的2引腳和3引腳接地，電源接口 J14的I引腳右端與二極管D9的正極連接，二極管D9的負(fù)極與第一百四十七電阻的一端連接，第一百四十七電阻的另一端與二極管D102的負(fù)極連接，二極管D102的正極接地，二極管D102的負(fù)極與跳線帽Pl的一端連接，跳線帽Pl的另一端與第一電解電容Cl的正極連接,第一電解電容Cl的負(fù)極接地。第四十八電阻一端與第一電解電容Cl的正極連接，第四十八電阻的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳與第四十九電阻R49的一端連接，第四十九電阻R49的另一端接地。第一電阻R1、第二電阻R2、第八電容C8的一端、第九電容C9的一端、第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的7引腳及第83電容C83的一端連接，第一電阻R1、第二電阻R2及第八電容C8的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的6引腳連接，第九電容C9和第83電容的另一端接地，第三十七電阻R37的一端懸空，另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的2引腳連接，第一電感LI的一端、第二十九電解電容C29的正極、第三十八電容C38的一端及第一百三十七電阻的一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的I引腳連接，第一電感LI的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳與第一二極管Dl的負(fù)極連接，第一二極管Dl的正極接地，第二十九電解電容C29的負(fù)極及第三十八電容C38的另外一端接地，第一百三十七電阻R137的另外一端、第四十二電阻R42的一端連接及第五電阻R5的一端連接，第四十二電阻R42的另一端與第十二極管DlO的正極連接，第十二極管DlO的負(fù)極接地，第五電阻R5的另一端、第十三電容C13的一端、第四電解電容C4的正極、第十五電容C15的一端、第^ 電阻Rll的一端、第九外部存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳、第五十電阻R50的一端、第二負(fù)載電阻U2的一端、第二十七電阻R27的一端、第二十八電阻R28的一端、第二十九電阻R29的一端、第三十電阻R30的一端、第三^ 電阻R31的一端、第八十四電容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引腳、第四控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳、第七時鐘芯片U7 DS1302的I引腳、第三十九電容C39的一端及1*5排針Jll的I引腳連接。以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路為無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊提供3.3V電壓。
[0012]如圖3所示，時鐘模塊包括時鐘芯片U7 DS1302、第三十九電容C39、第四十電容C40、第四十一電容C41、第三晶振Y3及第一干電池BT1，時鐘芯片U7 DS1302的I引腳與第三十九電容C39的一端連接，第三十九電容C39的另一端與第四十電容C40的一端連接，第四十電容C40的另一端與時鐘芯片U7 DS1302的2引腳及第三晶振Y3的一端連接，第三晶振Y3的另一端與第四十一電容C41的一端及時鐘芯片U7 DS1302的3引腳連接，第四十一電容C41的另一端及時鐘芯片U7 DS1302的4引腳接地，時鐘芯片U7 DS1302的5引腳與控制器芯片U4的14引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的6引腳與控制器芯片U4的13引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的7引腳與控制器芯片U4的12引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的8引腳與第一干電池BTl的正極連接，第一干電池BTl的負(fù)極接地。
[0013]如圖4所示，外部存儲模塊包括存儲芯片U9 FM25VN02、第四十七電阻R47、第五十電阻R50及第四十五電容C45，存儲芯片U9 FM25VN02的I引腳與控制器芯片U4MSP430F167的48引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的2引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的46引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的3引腳與第四十七電阻的另外一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的4引腳接地，存儲芯片U9 FM25VN02的5引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的45引腳連接，存儲芯片U9 FM2`5VN02的6引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的47引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的7引腳與第五十電阻R50的另一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳與第四十五電容C45的一端連接，第四十五電容C45的另一端接地。
[0014]如圖5所示，AD采樣部分電路包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電容C16，該部分電路用于檢測鋰電池電壓，第十四電阻R14的一端與跳線帽Pl的另一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15、第十六電容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳連接，第十五電阻R15的另一端及第十六電容C16的另一端接地。
[0015]如圖6所示，按鍵部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第一按鍵SI。第二按鍵S2，第二十七電阻R27的一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第三十四電阻R34的一端連接，第三十四電阻R34的另一端與第二按鍵S2的一端連接，第二按鍵S2的另一端接地，第二十八電阻R28的另一端與第三十三電阻R33的一端連接，第三十三電阻R33的另一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接地。
[0016]如圖7所示，LED燈部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三十一電阻R31、第五發(fā)光二極管D5、第六發(fā)光二極管D6、第七發(fā)光二極管D7，第二十九電阻R29的另一端與第五發(fā)光二極管D5的正極連接,第五發(fā)光二極管D5的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的59引腳連接，第三十電阻R30的另一端與第六發(fā)光二極管D6的正極連接，第六發(fā)光二極管D6的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的60引腳連接，第三十一電阻R31的另一端與第七發(fā)光二極管D7的正極連接，第七發(fā)光二極管D7的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的61引腳連接。
[0017]如圖8所示，JTAG程序燒錄電路部分包括1*7排針JTAG、第十一電阻R11，第四十六電容C46，1*7排針JTAG的I引腳與控制器芯片U4的54引腳連接，1*7排針JTAG的2引腳與控制器芯片U4的55引腳連接，1*7排針JTAG的3引腳與控制器芯片U4的56引腳連接，1*7排針JTAG的4引腳與控制器芯片U4的57引腳連接，1*7排針JTAG的5引腳與控制器芯片U4的58引腳、第^ 電阻Rll的另一端、第五按鍵S5的一端及第四十六電容C46的一端連接，第五按鍵S5的另一端接地，第四十六電容C46的另一端接地，1*7排針JTAG的6引腳與第四電解電容C4的正極連接，1*7排針JTAG的7引腳接地。
[0018]如圖9所示，控制器模塊包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四電容C84、第三十三電容C33、第三十四電容C34、第一晶振Y1、第二十電容C20、第三十五電容C35、第三十六電容C36、第二晶振Y2、l*6排針J18、l*6排針J17、l*5排針Jll、l*6排針J19。第八十四電容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引腳接地，第三十三電容C33的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的的53引腳及第一晶振Yl的一端連接，第三十四電容C34的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的52引腳及第一晶振Yl的另一端連接，第三十三電容C33的另一端及第三十四電容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳與第二十電容C20的一端連接，第二十電容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳與第十五電阻R15的一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引腳與1*6排針J17的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引腳與1*6排針J17的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引腳與1*6排針J17的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引腳與1*6排針J17的6引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引腳與第二晶振Y2的一端及第三十五電容C35的一端連接，第三十五電容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引腳與第二晶振Y2的另一端及第三十六電容C36的一端連接，第三十六電容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引腳接地，控制器芯片U4MSP430F167的16引腳與第二十七電阻R28的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引腳與第二十七電阻R27的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引腳與1*5排針Jll的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引腳與1*6排針J19的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引腳與1*6排針J19的3引腳連接，控制器芯片U4MSP430F167的31引腳與1*6排針J19的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引腳與1*5排針Jll的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引腳與1*5排針Jll的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的34引腳與1*6排針J18的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引腳與1*6排針J18的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引腳與1*6排針J18的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引腳與1*6排針J18的I引腳連接，1*6排針J18的6引腳、1*6排針J17的I引腳、1*5排針Jll的2引腳及1*6排針J19的6引腳接地，1*6排針J18的5引腳、1*6排針J17的2引腳及1*6排針J19的5引腳與跳線帽Pl的另一端連接，1*5排針Jll的I引腳與第五電阻R5的另一端連接。[0019]GPS模塊采用成熟的ATK-NE0-6M模塊，可以通過串口與控制器進(jìn)行通信，并且提供較準(zhǔn)確的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，通過1*6排針J18與監(jiān)測節(jié)點(diǎn)連接。
[0020]無線通信模塊采用CCllOl模塊，工作于433MHz免費(fèi)ISM頻段，免許可證使用，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，通過1*5排針JlI與監(jiān)測節(jié)點(diǎn)連接。
[0021]傳感器信息采集模塊主要由多種氣體濃度傳感器及變送器組成，具體的傳感器及變送器選型如下:
硫化氫的監(jiān)測選用MQ-136硫化氫傳感器,精度±1.0ppm,可測范圍為O?200ppm,同時輸出模擬信號和數(shù)字信號，通過1*6排針J17的3引腳與控制器連接。
[0022]二硫化碳的監(jiān)測選用RBK-6000型二硫化碳監(jiān)測變送器，精度±0.lppm,可測范圍為O?50ppm，可輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，通過1*6排針J17的4引腳與控制器連接。
[0023]甲硫醇的監(jiān)測選用CLE-3611-400型甲硫醇監(jiān)測傳感器，精度±0.lppm，可測范圍為O?lOppm，可輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，通過1*6排針J17的5引腳與控制器連接。
[0024]甲醛的監(jiān)測選用MS1100-P111甲醛氣體傳感器，精度±3.0ppm，可測范圍為O?lOOOppm，可輸出數(shù)字信號，通過1*6排針J19的4引腳與控制器連接。
[0025]苯的監(jiān)測選用MQ-138氣體苯傳感器,精度土 1.0ppm,可測范圍為O?IOOppm,輸出O?5V模擬信號，通過1*6排針J17的6引腳與控制器連接。
[0026]該監(jiān)測節(jié)點(diǎn)電路的主要原理是系統(tǒng)初始化后通過無線通信模塊實(shí)現(xiàn)自組網(wǎng)，監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的傳感器信息采集模塊采集監(jiān)測節(jié)點(diǎn)所在氣體環(huán)境中的惡臭類氣體和VOCs濃度、時間及監(jiān)測節(jié)點(diǎn)所在氣體環(huán)境的經(jīng)緯度等信息，同時將數(shù)據(jù)通過無線通信模塊發(fā)送至網(wǎng)關(guān)。通過控制器的A/D功能將鋰電池輸入電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，來監(jiān)測鋰電池的電壓。
[0027]如圖11所示，網(wǎng)關(guān)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊及外部鋰電池太陽能電池部分。與控制器相連的LED燈部分用于硬件調(diào)試。
[0028]如圖12所示，電源管理模塊由以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路及外接12V鋰電池組成。電源接口 J14的I引腳與鋰電池的12V接口正極連接，電源接口 J14的2引腳和3引腳接地，電源接口 J6的I引腳與太陽能電池的正極接口連接，電源接口 J6的2引腳和3引腳接地，電源接口 J14的I引腳右端與二極管D9的正極連接，二極管D9的負(fù)極與第一百四十七電阻的一端連接，第一百四十七電阻的另一端與二極管D102的負(fù)極連接，二極管D102的正極接地，二極管D102的負(fù)極與跳線帽Pl的一端連接，跳線帽Pl的另一端與第一電解電容Cl的正極連接，第一電解電容Cl的負(fù)極接地。第四十八電阻一端與第一電解電容Cl的正極連接，第四十八電阻的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳與第四十九電阻R49的一端連接，第四十九電阻R49的另一端接地。第一電阻R1、第二電阻R2、第八電容CS的一端、第九電容C9的一端、第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的7引腳及第83電容C83的一端連接，第一電阻R1、第二電阻R2及第八電容C8的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的6引腳連接，第九電容C9和第83電容的另一端接地，第三十七電阻R37的一端懸空，另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的2引腳連接，第一電感LI的一端、第二十九電解電容C29的正極、第三十八電容C38的一端及第一百三十七電阻的一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的I引腳連接，第一電感LI的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳與第一二極管Dl的負(fù)極連接，第一二極管Dl的正極接地，第二十九電解電容C29的負(fù)極及第三十八電容C38的另外一端接地，第一百三十七電阻R137的另外一端、第四十二電阻R42的一端連接及第五電阻R5的一端連接，第四十二電阻R42的另一端與第十二極管DlO的正極連接，第十二極管DlO的負(fù)極接地，第五電阻R5的另一端、第十三電容C13的一端、第四電解電容C4的正極、第十五電容C15的一端、第^ 電阻Rll的一端、第九外部存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳、第五十電阻R50的一端、第二負(fù)載電阻U2的一端、第二十七電阻R27的一端、第二十八電阻R28的一端、第二十九電阻R29的一端、第三十電阻R30的一端、第三^ 電阻R31的一端、第八十四電容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引腳、第四控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳、第七時鐘芯片U7 DS1302的I引腳、第三十九電容C39的一端及1*5排針Jll的I引腳連接。以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路為無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊提供3.3V電壓。
[0029]如圖13所示，時鐘模塊包括時鐘芯片U7 DS1302、第三十九電容C39、第四十電容C40、第四十一電容C41、第三晶振Y3及第一干電池BT1，時鐘芯片U7 DS1302的I引腳與第三十九電容C39的一端連接，第三十九電容C39的另一端與第四十電容C40的一端連接，第四十電容C40的另一端與時鐘芯片U7 DS1302的2引腳及第三晶振Y3的一端連接，第三晶振Y3的另一端與第四十一電容C41的一端及時鐘芯片U7 DS1302的3引腳連接，第四十一電容C41的另一端及時鐘芯片U7 DS1302的4引腳接地，時鐘芯片U7 DS1302的5引腳與控制器芯片U4的14引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的6引腳與控制器芯片U4的13引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的7引腳與控制器芯片U4的12引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的8引腳與第一干電池BTl的正極連接，第一干電池BTl的負(fù)極接地。
[0030]如圖14所示，外部存儲模塊包括存儲芯片U9 FM25VN02、第四十七電阻R47、第五十電阻R50及第四十五電容C45，存儲芯片U9 FM25VN02的I引腳與控制器芯片U4MSP430F167的48引腳連接，存儲芯片`U9 FM25VN02的2引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的46引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的3引腳與第四十七電阻的另外一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的4引腳接地，存儲芯片U9 FM25VN02的5引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的45引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的6引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的47引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的7引腳與第五十電阻R50的另一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳與第四十五電容C45的一端連接，第四十五電容C45的另一端接地。
[0031]如圖15所示，AD采樣部分電路包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電容C16，該部分電路用于檢測鋰電池電壓，第十四電阻R14的一端與跳線帽Pl的另一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15、第十六電容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳連接，第十五電阻R15的另一端及第十六電容C16的另一端接地。
[0032]如圖16所示，按鍵部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第一按鍵SI。第二按鍵S2，第二十七電阻R27的一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第三十四電阻R34的一端連接，第三十四電阻R34的另一端與第二按鍵S2的一端連接，第二按鍵S2的另一端接地，第二十八電阻R28的另一端與第三十三電阻R33的一端連接，第三十三電阻R33的另
一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接地。
[0033]如圖17所示，LED燈部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三十一電阻R31、第五發(fā)光二極管D5、第六發(fā)光二極管D6、第七發(fā)光二極管D7，第二十九電阻R29的另一端與第五發(fā)光二極管D5的正極連接,第五發(fā)光二極管D5的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的59引腳連接，第三十電阻R30的另一端與第六發(fā)光二極管D6的正極連接，第六發(fā)光二極管D6的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的60引腳連接，第三十一電阻R31的另一端與第七發(fā)光二極管D7的正極連接，第七發(fā)光二極管D7的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的61引腳連接。
[0034]如圖18所示，JTAG程序燒錄電路部分包括1*7排針JTAG、第十一電阻R11，第四十六電容C46，1*7排針JTAG的I引腳與控制器芯片U4的54引腳連接，1*7排針JTAG的2引腳與控制器芯片U4的55引腳連接，1*7排針JTAG的3引腳與控制器芯片U4的56引腳連接，1*7排針JTAG的4引腳與控制器芯片U4的57引腳連接，1*7排針JTAG的5引腳與控制器芯片U4的58引腳、第^ 電阻Rll的另一端、第五按鍵S5的一端及第四十六電容C46的一端連接，第五按鍵S5的另一端接地，第四十六電容C46的另一端接地，1*7排針JTAG的6引腳與第四電解電容C4的正極連接，1*7排針JTAG的7引腳接地。
[0035]如圖19所示，控制器模塊包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四電容C84、第三十三電容C33、第三十四電容C34、第一晶振Y1、第二十電容C20、第三十五電容C35、第三十六電容C36、第二晶振Y2、l*6排針J18、l*6排針J17、l*5排針Jll、l*6排針J19。第八十四電容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引腳接地，第三十三電容C33的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的的53引腳及第一晶振Yl的一端連接，第三十四電容C34的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的52引腳及第一晶振Yl的另一端連接，第三十三電容C33的另一端及第三十四電容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳與第二十電容C20的一端連接，第二十電容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳與第十五電阻R15的一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引腳與1*6排針J17的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引腳與1*6排針J17的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引腳與1*6排針J17的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引腳與1*6排針J17的6引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引腳與第二晶振Y2的一端及第三十五電容C35的一端連接，第三十五電容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引腳與第二晶振Y2的另一端及第三十六電容C36的一端連接，第三十六電容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引腳接地，控制器芯片U4MSP430F167的16引腳與第二十七電阻R28的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引腳與第二十七電阻R27的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引腳與1*5排針Jll的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引腳與1*6排針J19的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引腳與1*6排針J19的3引腳連接，控制器芯片U4MSP430F167的31引腳與1*6排針J19的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引腳與1*5排針Jll的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引腳與1*5排針Jll的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的34引腳與1*6排針J18的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引腳與1*6排針J18的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引腳與1*6排針J18的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引腳與1*6排針J18的I引腳連接，1*6排針J18的6引腳、1*6排針J17的I引腳、1*5排針Jll的2引腳及1*6排針J19的6引腳接地，1*6排針J18的5引腳、1*6排針J17的2引腳及1*6排針J19的5引腳與跳線帽Pl的另一端連接，1*5排針Jll的I引腳與第五電阻R5的另一端連接。
[0036]TD-LTE模塊可以通過串口與控制器進(jìn)行通信，并且能夠較準(zhǔn)確的傳送相關(guān)數(shù)據(jù)，通過1*6排針J18與網(wǎng)關(guān)連接。
[0037]無線通信模塊采用CCllOl模塊，工作于433MHz免費(fèi)ISM頻段，免許可證使用，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，通過1*5排針Jll與網(wǎng)關(guān)連接。
[0038]該網(wǎng)關(guān)電路的主要原理是系統(tǒng)初始化后通過無線通信模塊接收監(jiān)測節(jié)點(diǎn)發(fā)送的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并將有用數(shù)據(jù)存儲至外部存儲模塊，同時將數(shù)據(jù)通過TD-LTE模塊發(fā)送至服務(wù)器。通過控制器的A/D功能將鋰電池輸入電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，來監(jiān)測鋰電池的電壓。
[0039]監(jiān)測中心由服務(wù)器構(gòu)成，運(yùn)行大氣環(huán)境參數(shù)監(jiān)測軟件，該軟件通過Internet與網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)信息交互，監(jiān)測軟件主要包括Internet通信、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、人機(jī)交互界面等。
[0040]監(jiān)控界面應(yīng)能直觀地觀察系統(tǒng)中各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)分布的三維坐標(biāo)、詳細(xì)的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時數(shù)據(jù)、工作狀態(tài)等信息，也可得到監(jiān)測系統(tǒng)整體的參數(shù)、狀態(tài)等信息。同時，可對各節(jié)點(diǎn)進(jìn)行組態(tài)操作，獨(dú)立地控制各監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的監(jiān)測周期、發(fā)射功率等，甚至可在線對節(jié)點(diǎn)的軟件進(jìn)行更新，真正實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的完全智能監(jiān)控。
【權(quán)利要求】
1.基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的惡臭類氣體和VOCs監(jiān)測系統(tǒng)，包括監(jiān)測節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)關(guān)及監(jiān)測中心，所述的監(jiān)測節(jié)點(diǎn)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、及控制器模塊； 所述的網(wǎng)關(guān)包括電源管理模塊、無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、TD-LTE模塊、控制器模塊及外部鋰電池太陽能電池； 所述的監(jiān)測中心搭建在PC機(jī)上； 監(jiān)測節(jié)點(diǎn)的構(gòu)成如下: 電源管理模塊由以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路及外接12V鋰電池組成；電源接口 J14的I引腳與鋰電池的12V接口正極連接，電源接口 J14的2引腳和3引腳接地，電源接口 J6的I引腳與太陽能電池的正極接口連接，電源接口 J6的2引腳和3引腳接地，電源接口 J14的I引腳右端與二極管D9的正極連接，二極管D9的負(fù)極與第一百四十七電阻的一端連接，第一百四十七電阻的另一端與二極管D102的負(fù)極連接，二極管D102的正極接地，二極管D102的負(fù)極與跳線帽Pl的一端連接，跳線帽Pl的另一端與第一電解電容Cl的正極連接，第一電解電容Cl的負(fù)極接地；第四十八電阻一端與第一電解電容Cl的正極連接，第四十八電阻的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳與第四十九電阻R49的一端連接，第四十九電阻R49的另一端接地；第一電阻R1、第二電阻R2、第八電容C8的一端、第九電容C9的一端、第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的7引腳及第83電容C83的一端連接，第一電阻Rl、第二電阻R2及第八電容C8的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的6引腳連接，第九電容C9和第83電容的另一端接地，第三十七電阻R37的一端懸空，另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的2引腳連接，第一電感LI的一端、第二十九電解電容C29的正極、第三十八電容C38的一端及第一百三十七電阻的一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的I引腳連接，第一電感LI的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳與第一二極管Dl的負(fù)極連接，第一二極管Dl的正極接地，第二十九電解電容C29的負(fù)極及第三十八電容C38的另外一端接地，第一百三十七電阻R137的另外一端、第四十二電阻R42的一端連接及第五電阻R5的一端連接，第四十二電阻R42的另一端與第十二極管DlO的正極連接，第十二極管DlO的負(fù)極接地，第五電阻R5的另一端、第十三電容C13的一端、第四電解電容C4的正極、第十五電容C15的一端、第^ 電阻Rll的一端、第九外部存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳、第五十電阻R50的一端、第二負(fù)載電阻U2的一端、第二十七電阻R27的一端、第二十八電阻R28的一端、第二十九電阻R29的一端、第三十電阻R30的一端、第三十一電阻R31的一端、第八十四電容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引腳、第四控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳、第七時鐘芯片U7 DS1302的I引腳、第三十九電容C39的一端及1*5排針Jll的I引腳連接；以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路為無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊提供3.3V電壓；外部鋰電池通過J14接口與該節(jié)點(diǎn)連接，為節(jié)點(diǎn)提供12V直流電壓源，太陽能電池通過J6接口與該節(jié)點(diǎn)連接，作用是為鋰電池充電； 外部存儲模塊包括存儲芯片U 9 FM25VN02、第四十七電阻R47、第五十電阻R50及第四十五電容C45，存儲芯片U9 FM25VN02的I引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的48引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的2引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的46引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的3引腳與第四十七電阻的另外一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的4引腳接地，存儲芯片U9 FM25VN02的5引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的45引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的6引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的47引腳連接，存儲芯片U9FM25VN02的7引腳與第五十電阻R50的另一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳與第四十五電容C45的一端連接,第四十五電容C45的另一端接地； 時鐘模塊包括時鐘芯片U7 DS1302、第三十九電容C39、第四十電容C40、第四十一電容C41、第三晶振Y3及第一干電池BT1，時鐘芯片U7 DS1302的I引腳與第三十九電容C39的一端連接，第三十九電容C39的另一端與第四十電容C40的一端連接，第四十電容C40的另一端與時鐘芯片U7 DS1302的2引腳及第三晶振Y3的一端連接，第三晶振Y3的另一端與第四十一電容C41的一端及時鐘芯片U7 DS1302的3引腳連接，第四十一電容C41的另一端及時鐘芯片U7 DS1302的4引腳接地，時鐘芯片U7 DS1302的5引腳與控制器芯片U4的14引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的6引腳與控制器芯片U4的13引腳連接，時鐘芯片U7DS1302的7引腳與控制器芯片U4的12引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的8引腳與第一干電池BTl的正極連接，第一干電池BTl的負(fù)極接地； AD采樣部分電路包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電容C16，該部分電路用于檢測鋰電池電壓，第十四電阻R14的一端與跳線帽Pl的另一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15、第十六電容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳連接，第十五電阻R15的另一端及第十六電容C16的另一端接地； 按鍵部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第一按鍵SI ;第二按鍵S2，第二十七電阻R27的一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第三十四電阻R34的一端連接，第三十四電阻R34的另一端與第二按鍵S2的一端連接，第二按鍵S2的另一端接地，第二十八電阻R28的另一端與第三十三電阻R33的一端連接，第三十三電阻R33的另一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接地； LED燈部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三十一電阻R31、第五發(fā)光二極管D5、第六發(fā)光二極管D6、第七發(fā)光二極管D7，第二十九電阻R29的另一端與第五發(fā)光二極管D5的正極連接，第五發(fā)光二極管D5的負(fù)極與控制器芯片U4MSP430F167的59引腳連接，第三十電阻R30的另一端與第六發(fā)光二極管D6的正極連接，第六發(fā)光二極管D6的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的60引腳連接，第三十一電阻R31的另一端與第七發(fā)光二極管D7的正極連接，第七發(fā)光二極管D7的負(fù)極與控制器芯片U4MSP430F167的61引腳連接； JTAG程序燒錄電路部分包括1*7排針JTAG、第十一電阻RlI，第四十六電容C46，1*7排針JTAG的I引腳與控制器芯片U4的54引腳連接，1*7排針JTAG的2引腳與控制器芯片U4的55引腳連接，1*7排針JTAG的3 引腳與控制器芯片U4的56引腳連接，1*7排針JTAG的4引腳與控制器芯片U4的57引腳連接，1*7排針JTAG的5引腳與控制器芯片U4的58引腳、第i 電阻Rll的另一端、第五按鍵S5的一端及第四十六電容C46的一端連接,第五按鍵S5的另一端接地，第四十六電容C46的另一端接地，1*7排針JTAG的6引腳與第四電解電容C4的正極連接，1*7排針JTAG的7引腳接地；控制器模塊包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四電容C84、第三十三電容C33、第三十四電容C34、第一晶振Y1、第二十電容C20、第三十五電容C35、第三十六電容C36、第二晶振Y2、1*6排針J18、1*6排針J17、1*5排針J11、1*6排針J19 ;第八十四電容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引腳接地，第三十三電容C33的一端與控制器芯片U4MSP430F167的的53引腳及第一晶振Yl的一端連接，第三十四電容C34的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的52引腳及第一晶振Yl的另一端連接，第三十三電容C33的另一端及第三十四電容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳與第二十電容C20的一端連接，第二十電容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳與第十五電阻R15的一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引腳與1*6排針J17的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引腳與1*6排針J17的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引腳與1*6排針J17的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引腳與1*6排針J17的6引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引腳與第二晶振Y2的一端及第三十五電容C35的一端連接，第三十五電容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引腳與第二晶振Y2的另一端及第三十六電容C36的一端連接，第三十六電容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引腳接地，控制器芯片U4 MSP430F167的16引腳與第二十七電阻R28的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引腳與第二十七電阻R27的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引腳與1*5排針Jll的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引腳與1*6排針J19的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引腳與1*6排針J19的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的31引腳與1*6排針J19的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引腳與1*5排針Jll的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引腳與1*5排針Jll的4引腳連接，控制器芯片U4MSP430F167的34引腳與1*6排針J18的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引腳與1*6排針J18的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引腳與1*6排針J18的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引腳與1*6排針J18的I引腳連接，1*6排針J18的6引腳、1*6排針J17的I引腳、1*5排針Jll的2引腳及1*6排針J19的6引腳接地，1*6排針J18的5引腳、1*6排針J17的2引腳及1*6排針J19的5引腳與跳線帽Pl的另一端連接，1*5排針Jll的I引腳與`第五電阻R5的另一端連接； GPS模塊采用ATK-NEO-6M模塊，可以通過串口與控制器進(jìn)行通信，并且提供較準(zhǔn)確的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，通過1*6排針J18與監(jiān)測節(jié)點(diǎn)連接； 無線通信模塊采用CCllOl模塊，工作于433MHz免費(fèi)ISM頻段，免許可證使用，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，通過1*5排針Jll與監(jiān)測節(jié)點(diǎn)連接；傳感器信息采集模塊主要由多種氣體濃度傳感器及變送器組成，具體的傳感器及變送器選型如下: 硫化氫的監(jiān)測選用MQ-136硫化氫傳感器,精度±1.0ppm,可測范圍為O~200ppm,同時輸出模擬信號和數(shù)字信號，通過1*6排針J17的3引腳與控制器連接； 二硫化碳的監(jiān)測選用RBK-6000型二硫化碳監(jiān)測變送器，精度±0.lppm，可測范圍為O~50ppm，可輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，通過1*6排針J17的4引腳與控制器連接； 甲硫醇的監(jiān)測選用CLE-3611-400型甲硫醇監(jiān)測傳感器，精度±0.lppm，可測范圍為O~lOppm，可輸出4-20mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，通過1*6排針J17的5引腳與控制器連接；甲醛的監(jiān)測選用MS1100-P111甲醛氣體傳感器，精度±3.0ppm，可測范圍為O~lOOOppm，可輸出數(shù)字信號，通過1*6排針J19的4引腳與控制器連接； 苯的監(jiān)測選用MQ-138氣體苯傳感器,精度土 1.0ppm,可測范圍為O~IOOppm,輸出O~5V模擬信號，通過1*6排針J17的6引腳與控制器連接； 網(wǎng)關(guān)的構(gòu)成如下所述: 電源管理模塊由以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路及外接12V鋰電池組成；電源接口 J14的I引腳與鋰電池的12V接口正極連接，電源接口 J14的2引腳和3引腳接地，電源接口 J6的I引腳與太陽能電池的正極接口連接，電源接口 J6的2引腳和3引腳接地，電源接口 J14的I引腳右端與二極管D9的正極連接，二極管D9的負(fù)極與第一百四十七電阻的一端連接，第一百四十七電阻的另一端與二極管D102的負(fù)極連接，二極管D102的正極接地，二極管D102的負(fù)極與 跳線帽Pl的一端連接，跳線帽Pl的另一端與第一電解電容Cl的正極連接，第一電解電容Cl的負(fù)極接地；第四十八電阻一端與第一電解電容Cl的正極連接，第四十八電阻的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的3引腳與第四十九電阻R49的一端連接，第四十九電阻R49的另一端接地；第一電阻R1、第二電阻R2、第八電容C8的一端、第九電容C9的一端、第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的7引腳及第83電容C83的一端連接，第一電阻Rl、第二電阻R2及第八電容C8的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的6引腳連接，第九電容C9和第83電容的另一端接地，第三十七電阻R37的一端懸空，另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的8引腳與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的2引腳連接，第一電感LI的一端、第二十九電解電容C29的正極、第三十八電容C38的一端及第一百三十七電阻的一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的I引腳連接，第一電感LI的另一端與第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳連接，第六電源芯片U6 LTC1474-3.3的5引腳與第一二極管Dl的負(fù)極連接，第一二極管Dl的正極接地，第二十九電解電容C29的負(fù)極及第三十八電容C38的另外一端接地，第一百三十七電阻R137的另外一端、第四十二電阻R42的一端連接及第五電阻R5的一端連接，第四十二電阻R42的另一端與第十二極管DlO的正極連接，第十二極管DlO的負(fù)極接地，第五電阻R5的另一端、第十三電容C13的一端、第四電解電容C4的正極、第十五電容C15的一端、第^ 電阻Rll的一端、第九外部存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳、第五十電阻R50的一端、第二負(fù)載電阻U2的一端、第二十七電阻R27的一端、第二十八電阻R28的一端、第二十九電阻R29的一端、第三十電阻R30的一端、第三十一電阻R31的一端、第八十四電容C84的一端、第四控制器芯片U4 MSP430F167的64引腳、第四控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳、第七時鐘芯片U7 DS1302的I引腳、第三十九電容C39的一端及1*5排針Jll的I引腳連接；以LTC1474-3.3為核心的3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路為無線通信模塊、外部存儲模塊、時鐘模塊、傳感器信息采集模塊、GPS模塊、控制器模塊提供3.3V電壓； 外部存儲模塊包括存儲芯片U9 FM25VN02、第四十七電阻R47、第五十電阻R50及第四十五電容C45，存儲芯片U9 FM25VN02的I引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的48引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的2引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的46引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的3引腳與第四十七電阻的另外一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的4引腳接地，存儲芯片U9 FM25VN02的5引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的45引腳連接，存儲芯片U9 FM25VN02的6引腳與控制器芯片U4 MSP430F167的47引腳連接，存儲芯片U9FM25VN02的7引腳與第五十電阻R50的另一端連接，存儲芯片U9 FM25VN02的8引腳與第四十五電容C45的一端連接,第四十五電容C45的另一端接地； 時鐘模塊包括時鐘芯片U7 DS1302、第三十九電容C39、第四十電容C40、第四十一電容C41、第三晶振Y3及第一干電池BT1，時鐘芯片U7 DS1302的I引腳與第三十九電容C39的一端連接，第三十九電容C39的另一端與第四十電容C40的一端連接，第四十電容C40的另一端與時鐘芯片U7 DS1302的2引腳及第三晶振Y3的一端連接，第三晶振Y3的另一端與第四十一電容C41的一端及時鐘芯片U7 DS1302的3引腳連接，第四十一電容C41的另一端及時鐘芯片U7 DS1302的4引腳接地，時鐘芯片U7 DS1302的5引腳與控制器芯片U4的14引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的6引腳與控制器芯片U4的13引腳連接，時鐘芯片U7DS1302的7引腳與控制器芯片U4的12引腳連接，時鐘芯片U7 DS1302的8引腳與第一干電池BTl的正極連接，第一干電池BTl的負(fù)極接地； AD采樣部分電路包括第十四電阻R14、第十五電阻R15、第十六電容C16，該部分電路用于檢測鋰電池電壓，第十四電阻R14的一端與跳線帽Pl的另一端連接，第十四電阻R14的另一端與第十五電阻R15、第十六電容C16及控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳連接，第十五電阻R15的另一端及第十六電容C16的另一端接地； 按鍵部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十七電阻R27、第二十八電阻R28、第三十三電阻R33、第三十四電阻R34、第一按鍵SI ;第二按鍵S2，第二十七電阻R27的一端與第二十八電阻R28的一端連接，第二十七電阻R27的另一端與第三十四電阻R34的一端連接，第三十四電阻 R34的另一端與第二按鍵S2的一端連接，第二按鍵S2的另一端接地，第二十八電阻R28的另一端與第三十三電阻R33的一端連接，第三十三電阻R33的另一端與第一按鍵SI的一端連接，第一按鍵SI的另一端接地； LED燈部分電路用于硬件的調(diào)試，包括第二十九電阻R29、第三十電阻R30、第三十一電阻R31、第五發(fā)光二極管D5、第六發(fā)光二極管D6、第七發(fā)光二極管D7，第二十九電阻R29的另一端與第五發(fā)光二極管D5的正極連接，第五發(fā)光二極管D5的負(fù)極與控制器芯片U4MSP430F167的59引腳連接，第三十電阻R30的另一端與第六發(fā)光二極管D6的正極連接，第六發(fā)光二極管D6的負(fù)極與控制器芯片U4 MSP430F167的60引腳連接，第三十一電阻R31的另一端與第七發(fā)光二極管D7的正極連接，第七發(fā)光二極管D7的負(fù)極與控制器芯片U4MSP430F167的61引腳連接； JTAG程序燒錄電路部分包括1*7排針JTAG、第十一電阻RlI，第四十六電容C46，1*7排針JTAG的I引腳與控制器芯片U4的54引腳連接，1*7排針JTAG的2引腳與控制器芯片U4的55引腳連接，1*7排針JTAG的3引腳與控制器芯片U4的56引腳連接，1*7排針JTAG的4引腳與控制器芯片U4的57引腳連接，1*7排針JTAG的5引腳與控制器芯片U4的58引腳、第i 電阻Rll的另一端、第五按鍵S5的一端及第四十六電容C46的一端連接,第五按鍵S5的另一端接地，第四十六電容C46的另一端接地，1*7排針JTAG的6引腳與第四電解電容C4的正極連接，1*7排針JTAG的7引腳接地； 控制器模塊包括控制器芯片U4 MSP430F167、第八十四電容C84、第三十三電容C33、第三十四電容C34、第一晶振Y1、第二十電容C20、第三十五電容C35、第三十六電容C36、第二晶振Y2、1*6排針J18、1*6排針J17、1*5排針J11、1*6排針J19 ;第八十四電容C84的另一端及控制器芯片U4 MSP430F167的62引腳接地，第三十三電容C33的一端與控制器芯片U4MSP430F167的的53引腳及第一晶振Yl的一端連接，第三十四電容C34的一端與控制器芯片U4 MSP430F167的52引腳及第一晶振Yl的另一端連接，第三十三電容C33的另一端及第三十四電容C34的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的I引腳與第二十電容C20的一端連接，第二十電容C20的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的2引腳與第十五電阻R15的一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的3引腳與1*6排針J17的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的4引腳與1*6排針J17的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的5引腳與1*6排針J17的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的6引腳與1*6排針J17的6引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的8引腳與第二晶振Y2的一端及第三十五電容C35的一端連接，第三十五電容C35的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的9引腳與第二晶振Y2的另一端及第三十六電容C36的一端連接，第三十六電容C36的另一端接地，控制器芯片U4 MSP430F167的11引腳接地，控制器芯片U4 MSP430F167的16引腳與第二十七電阻R28的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的17引腳與第二十七電阻R27的另一端連接，控制器芯片U4 MSP430F167的18引腳與1*5排針Jl I的5引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的29引腳與1*6排針J19的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的30引腳與1*6排針J19的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的31引腳與1*6排針J19的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的32引腳與1*5排針Jll的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的33引腳與1*5排針Jll的4引腳連接，控制器芯片U4MSP430F167的34引腳與1*6排針J18的4引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的35引腳與1*6排針J18的3引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的38引腳與1*6排針J18的2引腳連接，控制器芯片U4 MSP430F167的39引腳與1*6排針J18的I引腳連接，1*6排針J18的6引腳、1*6排針J17的I引腳、1*5排針Jll的2引腳及1*6排針J19的6引腳接地，1*6排針J18的5引腳、1*6排針J17的2引腳及1*6排針J19的5引腳與跳線帽Pl的另一端連接，1*5排針Jll的I引腳與第五電阻R5的另一端連接； TD-LTE模塊可以通過串口與控制器進(jìn)行通信，并且能夠較準(zhǔn)確的傳送相關(guān)數(shù)據(jù)，通過1*6排針J18與網(wǎng)關(guān)連接； 無線通信模塊采用CCllOl模塊，工作于433MHz免費(fèi)ISM頻段，免許可證使用，提供透明的數(shù)據(jù)接口，能適應(yīng)任何標(biāo)準(zhǔn)或非`標(biāo)準(zhǔn)的用戶協(xié)議，通過1*5排針Jll與網(wǎng)關(guān)連接。
【文檔編號】G05B19/418GK103760863SQ201410026933
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】蔣鵬, 王英帥, 王坤, 王興民 申請人:杭州電子科技大學(xué)