一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及無(wú)線(xiàn)通訊領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，溫度、壓力、流量和液位是最常見(jiàn)的四種過(guò)程變量。其中溫度是一個(gè)非常重要的過(guò)程變量，因?yàn)樗侵苯佑绊懭紵?、鍛造、擠壓成形、蒸餾、發(fā)酵、濃度、化學(xué)反應(yīng)，結(jié)晶以及空氣流動(dòng)等物理和化學(xué)過(guò)程。一量溫度控制不好就有可能引起生產(chǎn)安全，產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等一系列問(wèn)題。盡管溫度控制很重要，但是要控制好溫度常常會(huì)遇到意想不到的困難。在此背景下，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，該系統(tǒng)能夠?qū)χ車(chē)沫h(huán)境進(jìn)行溫度的測(cè)控。傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)就是高度集成而形成的新信息獲取及處理技術(shù)的一種。隨著無(wú)線(xiàn)通訊設(shè)備走向集成電路模塊化，可以預(yù)計(jì)，將來(lái)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)將無(wú)處不在。
[0003]為了推動(dòng)工、農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，國(guó)家也逐步加大開(kāi)放政策，開(kāi)通免費(fèi)頻段，鼓勵(lì)民企投入到無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)研究。目前，國(guó)內(nèi)外也相繼推出了幾個(gè)“傳感器的無(wú)線(xiàn)通訊系統(tǒng)”。但大多數(shù)只實(shí)現(xiàn)了透?jìng)鲝V播的方式，只能通過(guò)單一的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。而引進(jìn)的Zigbee自組網(wǎng)模塊，其模塊之間可以相互中繼完成組網(wǎng)，但在實(shí)際安裝調(diào)試中也遇到很多問(wèn)題。首先Zigbee模塊通信協(xié)議是國(guó)外開(kāi)發(fā)，半公開(kāi)，整個(gè)通訊系統(tǒng)不能根據(jù)我國(guó)環(huán)境進(jìn)行更改，因地制宜。其次，Zigbee無(wú)線(xiàn)模塊采用2.4G頻率，頻率大，波長(zhǎng)小，通訊時(shí)容易受干擾，傳輸距離相對(duì)較短，特別是模塊進(jìn)入休眠模式后存在無(wú)法恢復(fù)到正常通訊狀態(tài)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型旨在提供一種模塊節(jié)點(diǎn)之間能夠相互中繼，完成組網(wǎng)低功耗，低成本通信距離足夠遠(yuǎn)、安裝操作簡(jiǎn)單、模塊通訊頻率符合我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信頻率開(kāi)放頻段的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)該技術(shù)目的，本實(shí)用新型的方案是:一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，包括中心調(diào)節(jié)器、傳感器節(jié)點(diǎn)、自組網(wǎng)模塊，所述中心調(diào)節(jié)器和傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)分別設(shè)置有自組網(wǎng)模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)還設(shè)置有傳感器所述自組網(wǎng)模塊由單片機(jī)、射頻芯片和獨(dú)立電源組成，所述獨(dú)立電源分別與單片機(jī)、射頻芯片電連接；
[0006]所述傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)中繼通訊連接，所述中心調(diào)節(jié)器與附近的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述自組網(wǎng)模塊的接收時(shí)的電流小于5.5mA，發(fā)送時(shí)電流小于90mA，休眠最低電流為1.0uA,間歇工作的間空比為Is比200ms以上。
[0008]作為優(yōu)選，所述單片機(jī)型號(hào)為功耗的STC15系列。
[0009]作為優(yōu)選，所述射頻芯片為低功耗的A7139型號(hào)。
[0010]作為優(yōu)選，所述獨(dú)立電源為蓄電池或者太陽(yáng)能電池。
[0011]作為優(yōu)選，所述自組網(wǎng)模塊的收發(fā)頻率為433MHz。
[0012]本實(shí)用新型的有益效果，模塊節(jié)點(diǎn)之間能夠相互中繼，完成組網(wǎng)；使用時(shí)采用間歇式喚醒方式工作，低功耗，低成本；通信距離足夠遠(yuǎn)；安裝操作簡(jiǎn)單；模塊通訊頻率符合我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信頻率開(kāi)放頻段433MHz，并開(kāi)放16個(gè)信道，使用整個(gè)通訊模塊處于低功率，而不易受打擾，穩(wěn)定傳輸。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型的工作原理圖。
[0015]其中:R:中心調(diào)節(jié)器；C:傳感器節(jié)點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0017]如圖1、2所示，本實(shí)用新型所述的具體實(shí)施例為一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，包括中心調(diào)節(jié)器、傳感器節(jié)點(diǎn)、自組網(wǎng)模塊，所述中心調(diào)節(jié)器和傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)分別設(shè)置有自組網(wǎng)模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)還設(shè)置有傳感器所述自組網(wǎng)模塊由單片機(jī)、射頻芯片和獨(dú)立電源組成，所述獨(dú)立電源分別與單片機(jī)、射頻芯片電連接；所述傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)中繼通訊連接，所述中心調(diào)節(jié)器與附近的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。所述傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)的傳感器為溫度傳感器、光線(xiàn)傳感器。
[0018]所述自組網(wǎng)模塊的接收時(shí)的電流小于5.5mA，發(fā)送時(shí)電流小于90mA，休眠最低電流為1.0uA,間歇工作的間空比為Is比200ms以上，非常適合用電池供電。所述獨(dú)立電源為蓄電池或者太陽(yáng)能電池。
[0019]本系統(tǒng)采用的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)的自組網(wǎng)模塊，由低功耗的單片機(jī)STC15系列和低功耗射頻芯片A7139組成。單片機(jī)通過(guò)SPI總線(xiàn)連接射頻芯片，單片機(jī)內(nèi)部嵌入自定義自組網(wǎng)通信協(xié)議和射頻芯片驅(qū)動(dòng)程序。
[0020]所述自組網(wǎng)模塊的收發(fā)頻率為433MHz。通信過(guò)程中受打擾的機(jī)率較低，傳輸更穩(wěn)定。同時(shí)還開(kāi)放16個(gè)信道，每個(gè)信道使用的頻率都不同，萬(wàn)一通信中受打擾了，只需用軟件切換信道即可。比Zigbee模塊的收發(fā)頻率2.4G的波長(zhǎng)要長(zhǎng)，衍射能力(穿透能力)要強(qiáng)，傳輸距離要遠(yuǎn)。
[0021]根據(jù)工、農(nóng)業(yè)中各種傳感器的應(yīng)用情況，我們可以為模塊制定不一樣的工作模塊，如在工業(yè)生產(chǎn)中，模塊使用通訊頻繁且有穩(wěn)定的供電系統(tǒng)，可以把控制模塊設(shè)置為常規(guī)不休眠模式；而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，比如大棚蔬菜種植產(chǎn)業(yè)，需要溫度傳感器做室溫監(jiān)控，則可以采用以電池供電為主的休眠工作模式，休眠模式下很大程度上降低了模塊功耗，提高了電池使用壽命。
[0022]本系統(tǒng)中，監(jiān)控中心協(xié)調(diào)器模塊和節(jié)點(diǎn)傳感器模塊均采用微功率(只有17dB)，中心協(xié)調(diào)器模塊和傳感器節(jié)點(diǎn)模塊一上電，在很短時(shí)間里就可以構(gòu)建一個(gè)以中心協(xié)調(diào)器為主，傳感器節(jié)點(diǎn)模塊為從的通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。組網(wǎng)過(guò)程中，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊既是目標(biāo)節(jié)點(diǎn)，也可以成為其他傳感器節(jié)點(diǎn)的中繼節(jié)點(diǎn)。在網(wǎng)絡(luò)中的傳感器節(jié)點(diǎn)模塊不僅具有路由功能，而且兼?zhèn)渑c用戶(hù)設(shè)備通信功能。
[0023]本系統(tǒng)最大級(jí)跳數(shù)為8級(jí)，每級(jí)傳輸距離是200m，即傳輸半徑最高可達(dá)1600米。本系統(tǒng)的可以由網(wǎng)絡(luò)中的自組網(wǎng)模塊自動(dòng)建立，同時(shí)也可以由人工配置。極大地方便了安裝測(cè)試工作。
[0024]以上所述，僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不用以限制本實(shí)用新型，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同替換和改進(jìn)，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:包括中心調(diào)節(jié)器、傳感器節(jié)點(diǎn)、自組網(wǎng)模塊，所述中心調(diào)節(jié)器和傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)分別設(shè)置有自組網(wǎng)模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)還設(shè)置有傳感器所述自組網(wǎng)模塊由單片機(jī)、射頻芯片和獨(dú)立電源組成，所述獨(dú)立電源分別與單片機(jī)、射頻芯片電連接； 所述傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)中繼通訊連接，所述中心調(diào)節(jié)器與附近的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自組網(wǎng)模塊的接收時(shí)的電流小于5.5mA，發(fā)送時(shí)電流小于90mA，休眠最低電流為1.0uA,間歇工作的間空比為Is比200ms以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:所述單片機(jī)型號(hào)為功耗的STC15系列。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:所述射頻芯片為低功耗的A7139型號(hào)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:所述獨(dú)立電源為蓄電池或者太陽(yáng)能電池。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，其特征在于:所述自組網(wǎng)模塊的收發(fā)頻率為433MHz。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種應(yīng)用于傳感器的無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)通訊控制系統(tǒng)，所述中心調(diào)節(jié)器和傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)分別設(shè)置有自組網(wǎng)模塊，所述傳感器節(jié)點(diǎn)還設(shè)置有傳感器所述自組網(wǎng)模塊由單片機(jī)、射頻芯片和獨(dú)立電源組成，所述獨(dú)立電源分別與單片機(jī)、射頻芯片電連接；所述傳感器節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)中繼通訊連接，所述中心調(diào)節(jié)器與附近的傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組網(wǎng)模塊無(wú)線(xiàn)通訊連接。本實(shí)用新型的模塊節(jié)點(diǎn)之間能夠相互中繼，完成組網(wǎng)；使用時(shí)采用間歇式喚醒方式工作，低功耗，低成本；通信距離足夠遠(yuǎn)；安裝操作簡(jiǎn)單；模塊通訊頻率符合我國(guó)無(wú)線(xiàn)通信頻率開(kāi)放頻段433MHz，并開(kāi)放16個(gè)信道，使用整個(gè)通訊模塊處于低功率，而不易受打擾，穩(wěn)定傳輸。
【IPC分類(lèi)】H04W88/04, H04W84/18, H04W52/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204761727
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520448715
【發(fā)明人】鐘郁森, 朱愛(ài)華
【申請(qǐng)人】深圳市技卓芯通信技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年6月26日