一种无线监测多传感器节点的制作方法
【技术领域】 [0001] ：
[0002] 本实用新型涉及一种传感器节点。
【背景技术】 [0003] ：
[0004] 在一些特殊的工业生产中，生产的产品需要严格控制周围的环境，产品对环境的 要求十分苛刻；有些生产需要严格控制环境，否则容易造成事故威胁人身安全或者造成重 大设备的损坏。因此需要对环境进行实施监控，接近危险状况时即时报警，解除警患。但是， 采用传统的有线监测方式，不仅成本高，布线麻烦，而且不能对环境的实际数据进行测量， 测量精度不高，检修麻烦，安装调试不便。而目前的无线传感器基本上只能监测一种或者 两种环境参数，不能切换，且不具备显示功能。
【发明内容】
[0005] ：
[0006] 本实用新型的发明目的在于提供一种可以实现温度、光强、烟雾等多种环境参数 的无线、实时监测，并且可以实时显示出来，不仅节约布线成本，且可以实现实时监测，且可 以将之前的数据存储起来，以便以后查询的无线监测多传感器节点。
[0007] 本实用新型是这样实现的，包括型号为CC2530的单片机芯片、向单片机芯片供 电的电源电路、连接在单片机芯片的RF_P、RF_N脚上的无线收发电路、连接在单片机芯片 的IO端口脚上的带有USB插口的串口电路和三个以上的电信号输入插口以及IXD信号输 出插口。
[0008] 工作时，将温度、光强、烟雾传感器连接在电信号输入插口上，将显示装置的信号 输入端连接在LCD信号输出插口上，在预设在单片机芯片内的控制程序的控制下，就能即 时显示温度、光强、烟雾参数，所获得的温度、光强、烟雾即时参数存放在单片机芯片并依据 控制程序通过无线收发电路发送出去，或者通过无线收发电路收取控制信号，另外，可通过 串口电路的USB插口外接电脑，输入或者修改单片机芯片内的控制程序，读取单片机芯片 所储存的温度、光强、烟雾参数。
[0009] 这里，在单片机芯片的RESET_r^ip上设置有微机复位按键电路以及在IO端口脚 上连接有用户按键电路，以方便单片机芯片进行复位以及使用者的控制。
[0010] 本实用新型与已有技术相比，具有可以实现温度、光强、烟雾等多种环境参数的无 线、实时监测，并且可以实时显示出来，不仅节约布线成本，且可以实现实时监测，且可以将 之前的数据存储起来，以便以后查询的优点。
【附图说明】 [0011] ：
[0012] 图1为本实用新型的电路框图；
[0013] 图2为CC2530的单片机芯片的电路图；
[0014] 图3为电源电路图；
[0015] 图4为按钮电路图；
[0016] 图5为串口电路图。
【具体实施方式】 [0017] ：
[0018] 现结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述：
[0019] 如图1所示，本实用新型包括型号为CC2530的单片机芯片、向单片机芯片供电的 电源电路、连接在单片机芯片的RF_P、RF_N脚上的无线收发电路、连接在单片机芯片的IO 端口脚上的带有USB插口的串口电路和三个以上的分别与温度传感器、光强传感器、烟雾 传感器相连的电信号输入插口以及与显示装置相连的LCD信号输出插口和用于显示工作 状态的LED电路。
[0020] 如图2所示，CC2530是一款能够完全兼容8051、并且适用于2.4GHz的IEEE 802. 15.4 RF收发器的单片机芯片。它具有SFR、DATA以及C0RE/XDATA三种内存器访问总 线的方式，并且还可以根据设计的需要选择32KB、64KB、128KB或者256KB的Flash容量，而 这使得CC2530在线编程不容易丢失数据。此外，CC2530芯片还具有低功耗、强大的外设功 能与良好的RF布局，由此成为数据无线传输的芯片的优先选择。CC2530提供了 IOldB的 链路质量，优秀的接收器灵敏度和健壮的抗干扰性，四种供电模式，多种闪存尺寸，以及一 套广泛的外设集--包括2个USART、12位ADC和21个通用GPI0,以及更多。
[0021] CC2530具有40个引脚，包含了 21个IO 口，该芯片采用的是6mm X 6mm的QFMO 封装，其各个引脚的名称以及描述如表所示：
[0022]
[0023] CC2530内部已经建成大量必要电路，因此其外围只需较少的电路即可完成功能实 现。其中，主时钟晶振采用32Mhz无源晶振以及32. 768Khz时钟晶振；无线RF模块外围电 路倒F天线设计结构。
[0024] 电容0251~0255、0261~0262和电感1^51、1^52、1^61组成了电路中的非平衡 变压器，以来满足RF输出的要求，在发送模式时，把差分RF引脚的输出转化为单端50 Ω RF 信号；在接收模式时，过程正好和发送模式相反。C231和C221连接在约32MHz晶振电路； C401为内部数字稳压器的去耦电容，用以电源滤波来提高芯片工作的稳定性；R301为偏置 电阻，主要用来为32MHz的晶振提供合适的工作电流。
[0025] _|福|祕如3所示，由于CC2530芯片及CH340芯片采用的是标准的 3. 3V，所以本次电源电路采用5V电源通过DC-DC变换器得到3. 3V的工作电压。AMS1117是 一个正向低压降稳压器，在IA电流下压降为I. 2V。他的稳压调整管是由一个PNP驱动的 NPN管组成的，漏失电压此定义为：
[0026] 此外，也采用4节5号电池供电的方案。
[0027] 如图4所示，在单片机芯片的RESET_r^iP上设置有微机复位按键电路以及在IO端 口脚上连接有用户按键电路共5个按键电路，以方便单片机芯片进行复位以及使用者的控 制。
[0028] 其中Sl为电路复位键，S2~S5为用户按键。按键的接口关系表如下所示：
[0029] 按键接口功能表
[0031] 如图5所示，串口电路设计的作用在于，串口电路可以实现CM0S/TTL电平到RS232 电平的转换，实现USB转串口。也就是说，串口电路设计是为了能将CC2530的数据接收、传 输到电脑的一个电路。CH340是USB总线的转接芯片，在串口的方式下，CH340提供常用的 MODEM联络信号，用于计算机扩展异步串口，或者将普通的串口设备直接升级到USB总线。
[0032] CH340芯片内置上拉电阻，UD+和UD-引脚应该直接连接在USB总线上，在芯片正 常工作时，需要外部向Xl引脚提供12Mhz的时钟信号。一般情况下，时钟信号由CH340内 置的反相器通过晶体稳频振荡产生，外围电路只需要在Xl和XO引脚之间连接一个12Mhz 的晶体，并且分别为Xl和XO引脚对地连接振荡电容。CH340芯片内置电源上电复位电路， 支持5V或者3. 3V的工作电压，当使用3. 3V的工作电压是，CH340的V3引脚应该与VCC引 脚相连接，同时输入外部的3. 3V电源，并且与CH340芯片相连接的其他电路的工作电压不 可以超过3. 3V。
[0033] 采用本实用新型技术，可方便地建构无线传输多传感器结构体系模型。
【主权项】
1. 一种无线监测多传感器节点，其特征在于包括型号为CC2530的单片机芯片、向单 片机芯片供电的电源电路、连接在单片机芯片的RF_P、RF_N脚上的无线收发电路、连接在 单片机芯片的IO端口脚上的带有USB插口的串口电路和三个以上的电信号输入插口以及 IXD信号输出插口。2. 根据权利要求1所述的无线监测多传感器节点，其特征在于在单片机芯片的 RESET_N脚上设置有微机复位按键电路以及在IO端口脚上连接有用户按键电路。
【专利摘要】一种无线监测多传感器节点，其特征在于包括型号为CC2530的单片机芯片、向单片机芯片供电的电源电路、连接在单片机芯片的RF_P、RF_N脚上的无线收发电路、连接在单片机芯片的IO端口脚上的带有USB插口的串口电路和三个以上的电信号输入插口以及LCD信号输出插口。本实用新型与已有技术相比，具有可以实现温度、光强、烟雾等多种环境参数的无线、实时监测，并且可以实时显示出来，不仅节约布线成本，且可以实现实时监测，且可以将之前的数据存储起来，以便以后查询的优点。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN204758013
【申请号】CN201520259233
【发明人】张彩霞
【申请人】佛山科学技术学院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年4月27日