專利名稱：船舶用無線多功能傳感器節(jié)點的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及船舶機艙用無線多功能傳感器節(jié)點，尤其涉及一種抗干 擾能力強、超低功耗、工作穩(wěn)定、適應各種高溫度、高濕度、強噪聲、強震 動等環(huán)境，除自身采集傳感器信息外，通過通訊組態(tài)，接收船舶智能儀器的 數(shù)據(jù)，將智能儀器接入無線傳感器網(wǎng)絡，形成能接收多種信息的無線多功能 傳感器節(jié)點。
背景技術：
目前國內(nèi)很多造船企業(yè)，設計生產(chǎn)的船舶根據(jù)用途和噸位的不同，機艙 的測量點，從幾十個到幾千個各不相同。機艙是船舶的心臟，對機艙的溫度、 液位、管道的壓力和流量等物理量的監(jiān)測十分重要。由于船舶機艙里的環(huán)境 非常惡劣，通常是高溫、高濕度、高噪聲、高震動等環(huán)境> 采用船員在機艙 值班的形式，對船員身體的影響很大。國外自動化程度較高的船舶己經(jīng)開始 使用美國克爾斯博科技公司的一種名為"塵埃"的無線傳感器網(wǎng)絡技術，大 多數(shù)船舶都采用有線的方式監(jiān)測機艙的機械設備，由于船舶機械結構復雜、 被測的物理量較多，布線十分困難。
隨著微處理器特別是單片機的發(fā)展，許多船舶傳感器也實現(xiàn)了智能化。
如光柵掃描ARPA雷達、GPS接收機、電子羅經(jīng)系統(tǒng)、羅蘭、測深儀、計程 儀、風速風向儀等，上述智能儀器一般設置串行通訊接口，具有信號模數(shù)轉 換、輸出功能。但在運行過程中功耗較大，使用有源供電達不到發(fā)明目的， 使用電池供電，電池的電力使用周期不穩(wěn)定，且使用周期短。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種超低功耗，將采集到的信號轉換為帶有
ID標記的數(shù)字信號，并實現(xiàn)無線輸出的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點。
本實用新型的技術方案是包括傳感器輸入調理電路、單片機電路、無
線發(fā)射電路、天線、電源電路、RS232轉換電路、功能鍵盤電路、復位電 路、LCD顯示電路，所述單片機電路中設超低功耗的MSP430系列單片機， MSP430系列單片機與傳感器輸入調理電路、無線發(fā)射電路、電源電路、 RS232轉換電路、功能鍵盤電路、LCD顯示電路相連。
無線發(fā)射電路中的芯片為CC2430芯片。
所述單片機為MSP430F449。
所述復位電路為MAX809。
所述RS232轉換電路包括MAX3232芯片。
它還包括FLASH數(shù)據(jù)存儲器，F(xiàn)LASH數(shù)據(jù)存儲器芯片為AT54DB041 。
電源電路中的電源模塊為CR2054。
所述LCD顯示電路中顯示模塊為MG12232。
它還設有無線接收電路。
無線接收電路中的芯片為CC2430芯片。
本實用新型結合船舶機艙的實際需求，設計開發(fā)了適應我國的市場要求 的無線傳多功能感器節(jié)點，能夠采集傳感器數(shù)據(jù)、接收各種智能儀器數(shù)據(jù)， 具有抗干擾能力強，價格適中的新產(chǎn)品，完全實現(xiàn)船舶監(jiān)控系統(tǒng)底層的無線 化。本實用新型的單片機電路中采用超低功耗的MSP430系列單片機，以及 發(fā)射、轉換等電路均采用功耗底的芯片，使得整個節(jié)點的功耗大大降低，使 用周期延長；功能鍵盤電路、復位電路、LCD顯示電路在產(chǎn)品出廠時可輸入 初始設定參數(shù)，使用中還可顯示電池消耗量，便于維修保養(yǎng)人員及時發(fā)現(xiàn)， 及時更換，以確保檢測數(shù)據(jù)不會遺漏。此外，本實用新型的節(jié)點還能搭載臨近節(jié)點的信號，進行傳輸。

圖1為本實用新型的工作原理圖中，1是各種傳感器輸入調理電路，2是單片機，3是無線芯片電路， 4是電源模塊，5是數(shù)據(jù)顯示LCD和功能鍵盤，6是存儲器芯片電路，7是 RS-232通信電平轉換器，8是復位電路，9是調試接口。
圖2為本實用新型的線路示意圖3為本實用新型的通訊組態(tài)流程圖。
具體實施方式
結合附圖進一步說明本實用新型，船舶機艙的被測量通常包括溫度、 濕度、液位、管道流量、管道壓力等。如圖1、 2，本實用新型通過輸入調理 電路l輸入單片機2的A/D轉換輸入口 ，單片機2采用MSP430F449,經(jīng)過 單片機2處理的信號通過其I/O 口輸出到無線芯片3，無線芯片3采用 CC2430,信號經(jīng)過無線芯片3的處理，通過發(fā)射接收天線發(fā)射信號。本實 用新型另一實施例的節(jié)點具有接收功能，通過發(fā)射接收天線同時接收來自其 他傳感器節(jié)點的信號。
本實用新型包括傳感器輸入調理電路、單片機電路、無線發(fā)射電路、天 線、電源電路、RS232轉換電路、功能鍵盤電路、復位電路、LCD顯示電 路，所述單片機電路中設超低功耗的MSP430系列單片機，MSP430系列 單片機與傳感器輸入調理電路、無線發(fā)射電路、電源電路、RS232轉換電 路、功能鍵盤電路、LCD顯示電路相連。
RS-232通信電平轉換器7使用MAX3232芯片，單片機2的發(fā)送線UTXDO接MAX3232的第10腳，單片機2的接收線URXDO接MAAX3232 的第9腳。在單片機2使用異步串行通信總線時數(shù)據(jù)通過MAX3232進行電 平轉換，并經(jīng)過RS-232送入電腦或由電腦發(fā)送到單片機2。
單片機2的復位電路8使用MAX809芯片，單片機2的復位腳RESET 接MAX809的第2腳。R401和DS401電源指示電路，R401為限流電阻， DS401為發(fā)光二極管。
存儲器芯片電路6中的數(shù)據(jù)存儲器使用FLASHAT54DB041芯片與單片 機2通過SPI總線通信，通過SPI總線，單片機2的控制數(shù)據(jù)有效的讀寫。
數(shù)據(jù)顯示LCD和功能鍵盤5中的鍵盤電路采用中斷方式，R501、 R502、 R503為上拉電阻，R504、 R505、 R506為限流電阻。三個按鍵實現(xiàn)上翻、下 翻、確認顯示數(shù)據(jù)功能。
數(shù)據(jù)顯示LCD和功能鍵盤5中的LCD顯示電路使用MG12232芯片，
顯示節(jié)點的各種數(shù)據(jù)。
電源模塊4使用Pasasonic公司的CR2054, CR2054存儲了 560mAh的 電能，且體積較小。
如圖3，通訊組態(tài)時首先設置智能儀器的通訊參數(shù)如波特率、校驗位、 起始位、停止位等，接著進行通訊命令格式的設置，用于獲取智能儀表數(shù)據(jù)， 如數(shù)據(jù)采集周期、編碼格式、數(shù)據(jù)長度、校驗方式等參數(shù)。接收數(shù)據(jù)格式設 置用于正確接收智能儀器的數(shù)據(jù)，并對其解析。對接收數(shù)據(jù)的解析后，傳感 器節(jié)點將其轉換成ID號和數(shù)據(jù)量對，即每個數(shù)據(jù)量對應一個唯一的ID號， 這樣方便與傳感器節(jié)點自身采集的數(shù)據(jù)量的融合。
權利要求1、一種船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，包括傳感器輸入調理電路、單片機電路、無線發(fā)射電路、天線、電源電路、RS232轉換電路、功能鍵盤電路、復位電路、LCD顯示電路，其特征在于，所述單片機電路中設超低功耗的MSP430系列單片機，MSP430系列單片機與傳感器輸入調理電路、無線發(fā)射電路、電源電路、RS232轉換電路、功能鍵盤電路、LCD顯示電路相連。
2、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，無線發(fā)射電路中的芯片為CC2430芯片。
3、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，所述單片機為MSP430F449。
4、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，所述復位電路為MAX809。
5、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，所述RS232轉換電路包括MAX3232芯片。
6、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，它還包括FLASH數(shù)據(jù)存儲器，F(xiàn)LASH數(shù)據(jù)存儲器芯片為 AT54D総1。
7、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，電源電路中的電源模塊為CR2054。
8、 根據(jù)權利要求1所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，所述LCD顯示電路中顯示模塊為MG12232。
9、 根據(jù)權利要求1~8所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其 特征在于，它還設有無線接收電路。
10、 根據(jù)權利要求9所述的船舶用無線多功能傳感器節(jié)點，其特 征在于，無線接收電路中的芯片為CC2430芯片。
專利摘要船舶用無線多功能傳感器節(jié)點。涉及船舶機艙用無線多功能傳感器節(jié)點。能將采集到的信號轉換為帶有ID標記的數(shù)字信號，并實現(xiàn)無線輸出。它包括傳感器輸入調理電路、單片機電路、無線發(fā)射電路、天線、電源電路、RS232轉換電路、功能鍵盤電路、復位電路、LCD顯示電路，所述單片機電路中設超低功耗的MSP430系列單片機。本實用新型結合船舶機艙的實際需求，能夠采集傳感器數(shù)據(jù)、接收各種智能儀器數(shù)據(jù)，具有抗干擾能力強，完全實現(xiàn)船舶監(jiān)控系統(tǒng)底層的無線化。本實用新型的節(jié)點的功耗大大降低，使用周期延長；此外，本實用新型的節(jié)點還能搭載臨近節(jié)點的信號，進行傳輸。
文檔編號G08C17/00GK201134148SQ20072004317
公開日2008年10月15日 申請日期2007年8月15日 優(yōu)先權日2007年8月15日
發(fā)明者史旺旺, 徐愛斌, 鵬 楊, 陳國林 申請人:揚州貝爾斯通科技有限公司