一種高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)采集精度上存在缺陷，主要表現(xiàn)為電壓分辨率過(guò)低和采集誤差較大。目前無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的電壓分辨率通常在2.5mV左右，采集誤差在5%?10%之間。
[0003]造成現(xiàn)有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)電壓分辨率過(guò)低的主要原因是現(xiàn)有的節(jié)點(diǎn)為了節(jié)約能耗通常采用MCU內(nèi)部集成的AD轉(zhuǎn)換器。因?yàn)檫m用于無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的MCU通常集成度都非常高，而系統(tǒng)對(duì)能耗的要求也非常高，所以MCU內(nèi)集成的AD轉(zhuǎn)換器一般不超過(guò)14位，有效位一般不超過(guò)12位。這種AD轉(zhuǎn)換器能夠滿(mǎn)足一般的數(shù)據(jù)采集要求，但對(duì)于一些高精度低輸出的傳感器就無(wú)能為力了。
[0004]造成數(shù)據(jù)采集誤差較大的原因來(lái)自于多方面因素:來(lái)自射頻模塊的高頻串?dāng)_、來(lái)自傳感器本身的電源串?dāng)_等。除了傳感器本身的電源串?dāng)_外，其他串?dāng)_都是通過(guò)電源和地傳入ADC采樣通道。
[0005]基于上述描述，需要提供一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，能夠克服上述問(wèn)題，完成數(shù)據(jù)的高精度采集。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本實(shí)用新型提供一種高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，能夠完成數(shù)據(jù)的高精度采集。
[0007]第一方面，本實(shí)用新型提供一種高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，包括依次連接的:傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和主控制器，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括電源系統(tǒng)，為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0008]其中，所述主控制器中設(shè)置有無(wú)線收發(fā)模塊；
[0009]其中，所述A/D轉(zhuǎn)換器為24位的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片；
[0010]其中，所述傳感器和所述A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置有低通濾波器，所述低通濾波器用于濾掉所述傳感器采集的數(shù)據(jù)中的電源串?dāng)_信號(hào)；
[0011]其中，所述A/D轉(zhuǎn)換器和所述主控制器之間設(shè)置有具有預(yù)設(shè)阻抗值的磁珠，所述磁珠用于將無(wú)線收發(fā)模塊的電源和地與A/D轉(zhuǎn)換器的電源和地進(jìn)行隔離，為A/D轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)純凈的電源和地。
[0012]優(yōu)選地，所述電源系統(tǒng)為不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板；
[0013]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述鋰電池為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0014]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電。
[0015]優(yōu)選地，在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板不但為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，還為所述鋰電池充電。
[0016]優(yōu)選地，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括控制開(kāi)關(guān)，所述控制開(kāi)關(guān)用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)打開(kāi)所述傳感器，且在與所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉所述傳感器。
[0017]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)和第二預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)的個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
[0018]優(yōu)選地，所述主控制器為MC13226芯片。
[0019]優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器為AD7799數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
[0020]優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)阻抗值為300歐。
[0021]第二方面，本實(shí)用新型提供一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)中心、匯聚節(jié)點(diǎn)和多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)；
[0022]每個(gè)所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)短距離無(wú)線方式發(fā)送給所述匯聚節(jié)占.V，
[0023]所述匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)長(zhǎng)距離無(wú)線通信方式將所述多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。
[0024]優(yōu)選地，所述長(zhǎng)距離無(wú)線通信方式包括GPRS和短信息SMS通信。
[0025]由上述技術(shù)方案可知，本實(shí)用新型無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)利用24位的A/D轉(zhuǎn)換器，提高無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)電壓分辨率，并通過(guò)在傳感器和所述A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置低通濾波器以及在A/D轉(zhuǎn)換器和主控制器之間設(shè)置具有預(yù)設(shè)阻抗值的磁珠來(lái)消除傳感器本身的電源干擾和來(lái)自射頻模塊的高頻串?dāng)_，從而提高無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集精度。
【附圖說(shuō)明】
[0026]為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例提供的高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0031]圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述高精度無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次連接的傳感器11、A/D轉(zhuǎn)換器12和主控制器13，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括電源系統(tǒng)14，為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0032]其中，所述主控制器13中設(shè)置有無(wú)線收發(fā)模塊；
[0033]其中，所述A/D轉(zhuǎn)換器12為24位的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片；
[0034]其中，所述傳感器11和所述A/D轉(zhuǎn)換器12之間設(shè)置有低通濾波器15，所述低通濾波器15用于濾掉所述傳感器采集的數(shù)據(jù)中的電源串?dāng)_信號(hào)；
[0035]其中，所述A/D轉(zhuǎn)換器12和所述主控制器13之間設(shè)置有具有預(yù)設(shè)阻抗值的磁珠16，所述磁珠16用于將無(wú)線收發(fā)模塊的電源和地與A/D轉(zhuǎn)換器的電源和地進(jìn)行隔離，為A/D轉(zhuǎn)換器12提供一個(gè)純凈的電源和地。
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例所述的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)利用24位的A/D轉(zhuǎn)換器，提高無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)電壓分辨率，并通過(guò)在傳感器和所述A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置低通濾波器以及在A/D轉(zhuǎn)換器和主控制器之間設(shè)置具有預(yù)設(shè)阻抗值的磁珠來(lái)消除傳感器本身的電源干擾和來(lái)自射頻模塊的高頻串?dāng)_，從而提高無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集精度。
[0037]在本實(shí)用新型實(shí)施例一的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，參見(jiàn)圖2，所述電源系統(tǒng)為不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板；
[0038]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述鋰電池為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0039]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電。
[0040]優(yōu)選地，在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板不但為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，還為所述鋰電池充電。
[0041]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)閾值為2.6V。
[0042]優(yōu)選地，所述第二預(yù)設(shè)閾值為3.0V。
[0043]無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)所接的傳感器主要采用2.5V供電電壓，雖然對(duì)電流要求普遍較小，但如果傳感器長(zhǎng)時(shí)間不間斷的使用依然會(huì)造成電能的快速流失，使鋰電池長(zhǎng)期處在充電狀態(tài)。由于鋰電池充放電次數(shù)有限，長(zhǎng)期充電會(huì)使鋰電池失效。為此，為了進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)工作壽命，減少電池能量消耗，只在傳感器節(jié)點(diǎn)需要感知時(shí)再打開(kāi)電源，在其他時(shí)間關(guān)閉電源。
[0044]因此，在本