一种无线传感器网络实验箱的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验装置设备技术领域，尤其涉及一种无线传感器网络实验箱。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络(WSN)作为当今信息领域研宄的热点，是一种新的计算模型，涉及了多个学科交叉的研宄领域，包括网络的组织、管理和服务框架、信息传输路径以及信息处理模式等问题。
[0003]RFID与WSN的融合综合了 RFID和传感器网络的技术特点，继承了 RFID利用射频信号自动识别目标的特性，同时实现了无线传感器网络主动感知与通信的功能。但是，在目前无线通信系统的课堂中，缺少一种兼具RFID与WSN技术特点的实验箱。由于这两个研宄领域相对复杂，缺少有针对性代表性的实验箱给课堂教学带来了很多不便。
[0004]所以，传统的实验箱无法满足RFID与WSN技术结合教学的需要。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供了一种无线传感器网络实验箱，旨在解决传统的实验箱不具有针对性，无法满足RFID与WSN技术结合教学的需要的问题。
[0006]本实用新型提供的技术方案是一种无线传感器网络实验箱，包括箱体，所述箱体内设置有第一层底板和第二层底板；其中，所述第一层底板上设置有第一数据处理模块、数据存储模块、第一射频通信模块、RFID读写器、传感器模块、GPRS模块以及为所述第一数据处理模块、第一数据存储模块、第一射频通信模块、RFID读写器和传感器模块和GPRS模块供电的第一电源管理模块；所述第一数据处理模块连接所述数据存储模块；
[0007]所述第二层底板上设置有第二数据处理模块和第二射频通信模块、以及为所述第二数据处理模块和第二射频通信模块供电的第二电源管理模块；所述第二数据处理模块与显示设备和报警器相连接。
[0008]进一步的，所述第一射频通信模块包括ZigBee模块和射频收发模块。
[0009]更进一步的，所述ZigBee模块包括3颗CC2430芯片；所述射频收发模块为CC1100
单片机。
[0010]优选的，所述第一数据处理模块为单片机MSP430或89C51。
[0011]进一步的，所述RFID读写器包括低频RFID读写器、高频RFID读写器和超高频RFID读写器。
[0012]进一步的，所述传感器模块包括烟雾传感器、温度传感器，光敏传感器、干簧管电磁开关、热释红外传感器、磁性开关霍尔转速计、一氧化碳传感器以及声音检测传感器。
[0013]进一步的，所述第一电源管理模块和第二电源管理模块中均设置有稳压模块。
[0014]进一步的，所述第二射频通信模块包括射频收发模块。
[0015]优选的，所述射频收发模块为CCllOO单片机、nRF系列芯片或RTR6000无线芯片。
[0016]本实用新型所提供的无线传感器网络实验箱，通过在两个相互独立的底板上设置模块化电路，并对学生开放所有通用I/o端口，帮助学生通过不同模块的组合实验理解无线传感器网络不同部分的架构过程以及实际功能；加之以设置多个射频读卡器，进一步扩展了整个实验箱系统的功能，提高了实验灵活性。同时，由于第一层底板与第二层底板上分别设置了电源管理模块，所以第一层底板和第二层底板可以独立运行、维修或扩展，降低了后期维护的成本和难度。该实验箱功能完善且结构清晰。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1为本实用新型所提供的无线传感器网络实验箱第一层底板的结构示意图；
[0019]图2为本实用新型所提供的无线传感器网络实验箱第二层底板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0021]本实施例中所提供的无线传感器网络实验箱主要包括传感器节点，射频读写节点、汇聚节点以及无线收发模块。如图1和图2所示，传感器节点主要由传感器模块提供，所述传感器模块包括烟雾传感器、温度传感器，光敏传感器、干簧管电磁开关、热释红外传感器、磁性开关霍尔转速计、一氧化碳传感器以及声音检测传感器。射频读写节点主要由RFID读写器提供，所述RFID读写器包括低频RFID读卡器、高频RFID读卡器以及超高频RFID读卡器。汇聚节点主要由设置在第一层底板上的第一数据处理模块实现，所述第一数据处理模块可以是一微控制器单元，可以采用单片机MSP430或89C51等混合信号处理器。所述第一数据处理模块连接有数据存储模块，数据存储模块是与单片机相连的外部存储器，可以由EPROM或RAM存储器实现。
[0022]在本实施例所提供的无线传感器网络实验箱中，传感器模块中的不同节点和射频读写节点均匀布局在第一层底板上，节点中的多个传感器监测实验区域的不同指标或通过RFID读写器识别不同标志，以自组织的方式构成一个无线通信网络，每个节点通过第一射频模块向设置在第一层底板上的汇聚节点周期性地传输各个节点的状态信号，实现数据的协同信息处理。实验箱中的各个传感器和RFID读写器均可以独立使用，从而根据不同需求开展具体实验。
[0023]参见图1所示的第一层底板，由于所述第一层底板采用单独电源供电，所以所述第一层底板可以从实验箱箱体中取出以应用于不同实验区域。在所述第一层底板上还设置有一 GPRS模块，用于实现数据分组和发收。
[0024]在所述第一层底板上还设置有第一射频通信模块，所述第一射频通信模块包括ZigBee模块和射频收发模块。所述ZigBee模块包括3个CC2430-F128芯片。CC2430-F128上集成有高性能的8051内核以及ADC和USART接口，支持ZigBee协议栈。所述3个ZigBee模块的通用I/O接口都已引出，保证在实验中学生可以使用片