專利名稱：一種多接口的車載無線智能傳感節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及無線傳感技術(shù)，具體涉及一種多接口的車載無線智能傳感節(jié)點。
背景技術(shù)：
無線傳感技術(shù)的應(yīng)用實體是無線傳感網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)不需要固定網(wǎng)絡(luò)的支持，具有快速展開，抗毀性強(qiáng)等獨特優(yōu)點；而且利用無線傳感網(wǎng)絡(luò)組成的分布式監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)可以大大減少器件引線量，使得無線傳感節(jié)點方便地安裝與監(jiān)測由于環(huán)境復(fù)雜而不利于引線的部位；由于無線傳感節(jié)點具有局域信號處理功能，大量節(jié)點構(gòu)成了一種并行分布式信息處理系統(tǒng)，大大提高監(jiān)測系統(tǒng)的運行速度及決策的可靠性和靈活性?，F(xiàn)有的車載監(jiān)測系統(tǒng)中，感知部分的傳感器數(shù)據(jù)大多數(shù)采用有線傳輸?shù)姆绞絺鬏敚兄?jié)點的部署位置在一定程度上決定了信號傳輸線的長度，感知節(jié)點數(shù)量的增加勢必會增加信號線的引線數(shù)量，同時，由于車輛自身結(jié)構(gòu)的影響，使得車載監(jiān)測系統(tǒng)的引線難度及工作量非常大，因此，研究一種部署方便且能夠保證傳感器數(shù)據(jù)的傳輸要求的傳感節(jié)點有重要的現(xiàn)實意義。
發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本實用新型的目的在于，提供一種多種接口的車載無線智能傳感節(jié)點，該傳感節(jié)點既保證了車載傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理及無線傳輸功能，且操作簡單，部署方便。為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)解決方案一種多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述節(jié)點包括車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實用新型還包括如下其他技術(shù)特征所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口和串口， 并通過上述口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。所述數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述數(shù)據(jù)存儲模塊通過1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述電源管理模塊通過DC-DC芯片連接數(shù)據(jù)處理模塊。所述數(shù)據(jù)無線傳輸模塊采用AT86RF230射頻芯片和SMA接口天線。所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲芯片AT45DB041B。所述電源管理模塊采用XC6221B303MR芯片。所述外接電源采用汽車車載電源或3800mA/h的的鋰電池。所述下載調(diào)試接口通過JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。[0017]本實用新型采用無線傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)的傳輸基于Zigbee協(xié)議的無線傳輸模式，避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，降低了車載監(jiān)測系統(tǒng)感知部分布線的工作量和難度。本實用新型借助通用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，為車載系統(tǒng)擴(kuò)展了監(jiān)控范圍和監(jiān)控功能，滿足了人們對車載安全性、操控性以及舒適性的要求，逐步實現(xiàn)車載系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可控性， 以提高車載系統(tǒng)的安全性。另外，本實用新型的具有體積小(長寬8. 6*5. 8)、便于攜帶以及功耗低等優(yōu)點。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步的解釋說明。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，包括車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊用以采集數(shù)據(jù)，用以實時采集車輛不同狀態(tài)中的車載傳感器的數(shù)據(jù)信號。車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口以及串口。其中，A/D接口為間距2. 54mm的8針端子，串口模塊由公頭DB9和MAX3232構(gòu)成， DB9與MAX3232相連接。車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊通過A/D接口連接壓力傳感器、位移傳感器、可燃?xì)怏w濃度傳感器，通過1 接口連接溫濕度傳感器、光照傳感器，通過串口連接有傾角傳感器。數(shù)據(jù)處理模塊用以對車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的車載傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 數(shù)據(jù)處理模塊采用ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)-ATMegaUSl，其內(nèi)部集成8通道的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)無線傳輸模塊用以基于Zigbee協(xié)議在不同車載傳感器節(jié)點之間實現(xiàn)車載傳感器數(shù)據(jù)的無線傳輸。數(shù)據(jù)無線傳輸模塊由ATMEL公司的AT86RF230射頻芯片和阻抗50 歐姆發(fā)射功率為3dB的SMA接口天線構(gòu)成，其外圍地層設(shè)計分為三個部分晶振地、天線地和芯片地，其中，芯片地包含模擬信號地和數(shù)字信號地，考慮到PCB布線的難度，模擬信號地和數(shù)字信號地采用分區(qū)但不分割的方式，即對內(nèi)分區(qū)對外統(tǒng)一接地的原則。數(shù)據(jù)存儲模塊用以實現(xiàn)車載傳感器數(shù)據(jù)的本地存儲以及中繼存儲功能。數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲芯片AT45DB041B。電源管理模塊用以從外接電源獲取+3. 3V的電壓值，并對系統(tǒng)各模塊供電。電源管理模塊采用)(C6221B303MR芯片。外接電源用以通過電源管理模塊向系統(tǒng)各模塊供電。外接電源采用鋰電池和汽車車載電源，考慮無線智能傳感器節(jié)點在車輛上工作的持續(xù)性，一般情況下，外接電源采用汽車車載電源，采用3800mA/h的鋰電池作為電源備份。下載調(diào)試接口作為PC機(jī)與即數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行交互的接口，用以對數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行程序下載。車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊通過多種接口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接，如A/D接口、I2C接口(數(shù)字傳感器接口)、串口(公頭DB9)、GPI0 口(通用I/O 口)，這些接口都是 ATMegal^l提供的外部接口，其中，串口模塊需引入電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232實現(xiàn)TTL電平與 RS232電平之間的轉(zhuǎn)化。A/D接口與數(shù)據(jù)處理模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)相連接；1 接口、 GPIO 口和串口各自獨立地與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。數(shù)據(jù)存儲模塊通過1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。下載調(diào)試接口通過JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。電源管理模塊通過DC-DC芯片LT1963AEQ分別連接車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實用新型的工作過程如下本實用新型的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點經(jīng)外接電源加電后，數(shù)據(jù)處理模塊展開系統(tǒng)初始化工作，并控制車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊啟動多項采集任務(wù)；若系統(tǒng)初始化失敗，通過下載調(diào)試接口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理模塊程序的重新下載，然后重復(fù)加電操作；當(dāng)車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊中的各種傳感器采集到數(shù)據(jù)后，通過A/D接口或者串口模塊傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，如標(biāo)定計算，然后將處理后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)存儲模塊進(jìn)行臨時存儲；同時，數(shù)據(jù)處理模塊將處理完畢的數(shù)據(jù)通過SPI總線傳輸至數(shù)據(jù)無線傳輸模塊，數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過對處理后的數(shù)據(jù)打包重構(gòu)，組合成特定的數(shù)據(jù)幀以無線的方式發(fā)送至其他車載無線智能傳感節(jié)點。
權(quán)利要求1.一種多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述節(jié)點包括車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。
2.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口和串口，并通過上述口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述數(shù)據(jù)無線傳輸模塊通過SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
4.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊通過1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
5.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述電源管理模塊通過DC-DC芯片連接數(shù)據(jù)處理模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述數(shù)據(jù)無線傳輸模塊采用AT86RF230射頻芯片和SMA接口天線。
7.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲模塊采用存儲芯片AT45DB041B。
8.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述電源管理模塊采用XC6221B303MR芯片。
9.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述外接電源采用汽車車載電源或3800mA/h的的鋰電池。
10.如權(quán)利要求1所述的多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，其特征在于，所述下載調(diào)試接口通過JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
專利摘要本實用新型公開了一種多接口的車載無線智能傳感節(jié)點，所述節(jié)點包括車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實用新型的車載傳感器數(shù)據(jù)的傳輸基于Zigbee協(xié)議的無線傳輸模式，避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，降低了車載監(jiān)測系統(tǒng)感知部分布線的工作量和難度，提高了車載監(jiān)測系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號H04W88/02GK202172497SQ20112032160
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者史昕, 張建陽, 惠飛, 楊瀾, 趙祥模, 雷濤 申請人:長安大學(xué)