專利名稱：一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，涉及一種短距離數(shù)據(jù)采集、無線收發(fā)等技術(shù)，尤其涉及ZigBee無線自組網(wǎng)、低功耗技術(shù)。本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，通過無線通信模塊搭載的ZigBee-Pro協(xié)議棧，實(shí)現(xiàn)溶解氧傳感器采集的模擬信號的A/D轉(zhuǎn)換，溶解氧傳感器數(shù)據(jù)讀取以及數(shù)據(jù)無線收發(fā)功能。
二背景技術(shù)：
目前，在智能環(huán)保、智能家居、智能醫(yī)療、智能交通等領(lǐng)域，常需要智能終端采集監(jiān)測區(qū)域數(shù)據(jù)信息、并匯聚采集數(shù)據(jù)進(jìn)行信息融合，最終通過網(wǎng)關(guān)上傳至上位機(jī)監(jiān)控中心，滿足實(shí)時遠(yuǎn)程監(jiān)控的需求，以便于管理、監(jiān)控的自動化、信息化和智能化水平的提升。由于實(shí)際應(yīng)用中水域監(jiān)測點(diǎn)分布分散、范圍廣，屬于無人值守環(huán)境，距離監(jiān)控中心比較遠(yuǎn)，通過有線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)收發(fā)，顯然會受到布線、安裝部署不靈活、傳輸速率低、成本等多種因素的制約，難以在遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中使用。因此，本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，采用短距離無線通信ZigBee技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)近距離數(shù)據(jù)采集并自組織網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)關(guān)與監(jiān)控中心進(jìn)行遠(yuǎn)距離無線傳輸，滿足智能水質(zhì)遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?br> 三、技術(shù)內(nèi)容(I)發(fā)明目的本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)安裝、部署困難、成本高、可擴(kuò)展性差等技術(shù)的不足，開發(fā)一種基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，具有近距離數(shù)據(jù)采集，自組織網(wǎng)絡(luò)，遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)無線收發(fā)的功能。(2)技術(shù)方案 本實(shí)用新型一種 物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置主要由數(shù)據(jù)采集模塊1，處理器模塊2，無線通信模塊3以及電源模塊4組成。使用Z-Stack協(xié)議棧的ZigBee-PiO協(xié)議自組織網(wǎng)絡(luò)，采用網(wǎng)狀網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，隨機(jī)分配地址方案，支持多對一、一對多、源路由算法，在應(yīng)用層采用分割傳輸功能實(shí)現(xiàn)長數(shù)據(jù)傳輸功能。數(shù)據(jù)采集模塊I采用RY952型號溶解氧傳感器采集數(shù)據(jù)，通過軟件程序?qū)鞲衅鞑杉哪M信號進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；處理器模塊2采用CC2530的增強(qiáng)型8051微控制器，具有32KB、64KB、128KB或者256KB的在線系統(tǒng)可編程內(nèi)存和8KB的RAM，該RAM具備在各種供電方式下的數(shù)據(jù)保護(hù)能力；同時具有多種運(yùn)行模式，而且運(yùn)行模式之間轉(zhuǎn)換時間短，能進(jìn)一步保證裝置的低功耗特性。無線通信模塊3采用
2.4GHz頻段CC2530的直接序列擴(kuò)頻通信射頻收發(fā)器，具有高靈敏度和抗干擾性能。電源模塊支持外接電源和干電池兩種方式供電，模塊中采用AAT3221芯片實(shí)現(xiàn)5V電源電壓到3V電壓的轉(zhuǎn)換，為數(shù)據(jù)采集模塊1、處理器模塊2、無線通信模塊3提供正常的工作電壓。處理器模塊2通過插針方式與數(shù)據(jù)采集模塊I相連，并支持JTAG、UART下載調(diào)試，使用方便、靈活，內(nèi)部集成ZigBee-PiO協(xié)議，可以實(shí)現(xiàn)無線自組織網(wǎng)絡(luò)，低功耗數(shù)據(jù)收發(fā)。(3)技術(shù)效果[0008]一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置是一種融合了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、無線通信等領(lǐng)域最新技術(shù)的設(shè)備，本實(shí)理新型均采用無線通信方式，具有安裝簡單、部署靈活、成本低、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)方便、可擴(kuò)展性高、自動化、智能化優(yōu)勢顯著等優(yōu)點(diǎn)，非常適用于智能環(huán)保、智能安防、智能交通、智能物流等領(lǐng)域，這將大大突破有線傳輸、人工操作維護(hù)等方式的局限性，是高度智能化的設(shè)備。本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置的使用，將極大改進(jìn)監(jiān)測監(jiān)控領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀，提高監(jiān)控、管理的綜合水平，促進(jìn)國內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)向便攜化和智能化方向發(fā)展，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。

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以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型原理框圖圖2是本實(shí)用新型處理器模塊以及無線通信模塊原理圖圖3是本實(shí)用新型無線通信模塊插座原理圖圖4是本實(shí)用新型電源模塊原理圖
五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的一個實(shí)施例作進(jìn)一步說明:參照圖1，圖1表示本實(shí)用新型裝置原理框圖。本實(shí)用新型通過RY952溶解氧傳感器采集水中溶解氧的值；通過處理器模塊對采集的數(shù)據(jù)校準(zhǔn)和A/D轉(zhuǎn)換，由無線通信模塊ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收發(fā)。RY952溶 解氧傳感器通過LM358AM集成運(yùn)放，實(shí)現(xiàn)信號調(diào)理，最終輸出信號與處理器模塊的P0.0引腳相連。參照圖2，圖2表示實(shí)用新型裝置處理器模塊及無線通信模塊原理圖。主要采用CC2530核心芯片，符合ZigBee規(guī)范，能夠滿足以ZigBee為基礎(chǔ)的2.4GHzISM波段應(yīng)用對低成本、低功耗的要求。它結(jié)合一個高性能的2.4GHz直接序列擴(kuò)頻通信射頻收發(fā)器和一顆工業(yè)級小巧高效的8051控制器。參照圖3，圖3表示實(shí)用新型裝置無線通信模塊插座原理圖。插座左邊的I腳與CC2530芯片的P0.7引腳相連，2腳與P0.6相連，3腳與P05相連，4腳與P0.4相連，5腳與P0.3相連并作為信號發(fā)送端，6腳與P0.2相連，并作為信號輸出端，7腳與P0.1相連，8腳與P0.0相連，9腳Pl.0相連，10腳與Pl.1相連；插座右邊的I腳接地，2腳接+3.0V電源電壓，3腳與P2.2相連，4腳與P2.1相連，5腳與Pl.4相連，6腳與Pl.5相連，7腳通過按鍵復(fù)位與REST相連，8腳與Pl.6相連，9腳與P2.02相連，10腳與Pl.7相連。參照圖4，圖4表示實(shí)用新型裝置電源模塊原理圖。電源模塊采用兩種供電方式，一種是外接電源方式，一種干電池供電方式。電池盒的I腳與自鎖開關(guān)按鍵Kl的I腳和6腳相連，電池盒2腳接地；自鎖開關(guān)的2腳接+3.0V電壓，5腳接500 Ω的上拉電阻再連接發(fā)光二極管接地；3腳，4腳都連接在AAT3221穩(wěn)壓芯片的5腳并通過IuF濾波電容接地，4腳處于懸空狀態(tài)，2腳接地，I腳為+5V電壓輸入，3腳為使能端也接在+5V電壓，高低平有效；電源插座的2，3腳接地，1腳接4八13221芯片的輸入引腳I。
權(quán)利要求1.一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，其特征在于:系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集模塊(I)、處理器模塊(2)、無線通信模塊(3)以及電源模塊(4)組成，數(shù)據(jù)采集模塊(I)主要采用RY952溶解氧傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)過LM358集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)信號調(diào)理；處理器模塊(2)接收數(shù)據(jù)采集模塊(I)的數(shù)據(jù)并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；無線通信模塊(3)主要采用CC2530搭載ZigBee-Pro協(xié)議，接收處理器模塊(2)轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行無線數(shù)據(jù)發(fā)送和傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，其特征在于:處理器模塊(2)采用CC2530的增強(qiáng)型8051微控制器，具有在線系統(tǒng)可編程內(nèi)存和8KB的RAM ；系統(tǒng)時鐘由32MHz晶振提供，系統(tǒng)休眠時鐘由32KHz無源晶振提供；復(fù)位按鍵與RESET連接，可實(shí)現(xiàn)硬件復(fù)位，初始化系統(tǒng)；數(shù)據(jù)采集模塊(I)與處理器模塊(2)采用插針的方式連接；無線通信模塊(3)采用CC2530領(lǐng)先的RF射頻收發(fā)器，符合2.4GHz IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，具有極高的接收靈敏度和抗于擾性能，可編程的輸出功率高達(dá)4.5dBm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，其特征在于:電源模塊(4)采用兩種供電方式，一種是采用干電池直接供電，方便終端裝置工作于無人值守環(huán)境；另一種采用外接電源供電方式，方便實(shí)驗(yàn)調(diào)試；電源模塊(4)主要采用AAT3221芯片，將外接的+5V電源電壓轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)采集模塊(I)、處理器模塊(2 )、無線通信模塊(3 )正常工作時所 需電壓。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置，主要由數(shù)據(jù)采集模塊1、處理器模塊2、無線通信模塊3和電源模塊4組成，通過ZigBee-Pro協(xié)議自組織網(wǎng)絡(luò)，對數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)近距離水質(zhì)溶解氧無線數(shù)據(jù)采集。本實(shí)用新型一種物聯(lián)網(wǎng)智能水質(zhì)溶解氧感知終端裝置克服了有線傳感器網(wǎng)絡(luò)布線麻煩、安裝部署不靈活、成本高的缺陷，具有無線自組網(wǎng)、成本低、抗干擾、維護(hù)簡單、數(shù)據(jù)實(shí)時性和可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H04W84/18GK203120173SQ201320117060
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月15日
發(fā)明者顧相平, 楊艷, 胡榮林, 金鷹 申請人:淮陰工學(xué)院