专利名称：无线传感器网络风速风向节点模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线传感器网络风速风向节点模块，属于电子测控领域。
背景技术：
风速风向测量是气象监测的重要组成部分，测量风速风向，以供信息中心收集和处理，对人类更好地研究及利用风能和改善生活生产有积极的影响。目前，风速风向数据的采集由测站设备一起完成，普遍使用风速风向站的方式，采用有线方式将测站和风速风向传感器进行连接，一旦风速风向监测电路出现故障，就会影响风速风向的测报。由于测站大多数远离办公区域，不方便用交流电供电，因此通常采用太阳能电池和可充电蓄电池供电。这种供电方法要求蓄电池的容量足够大、阳光照射的情况足够理想才行，如果遇到长时间阴雨天气，电池就可能无法提供足够电能给测站，风速风向传感器也无法获得足够电能进行正常的风速风向数据的测量，从而增加了维护的工作量，提高了测量的成本。采用无线传感器网络技术能够较好地解决供电问题。
发明内容本实用新型为解决传统风速风向传感器的信息传输及供电问题而提出一种无线传感器网络风速风向节点模块。一种无线传感器网络风速风向节点模块，其特征在于包括电源电路、单片机电路、接口电路和射频电路，其中电源电路的输出端分别接单片机电路、接口电路、射频电路的电源输入端，单片机电路包含一个微控制器，接口电路包含风速传感器和风向传感器，射频电路包含一个射频芯片，风速传感器、风向传感器、射频芯片分别与微控制器连接。本实用新型用无线传感器网络技术设计，用无线传输方式取代了有线连接方式，无需布设线路，安装简便，同时具有良好的扩展性；使用干电池供电，取代了传统的太阳能电池和可充电蓄电池供电方式，节约了维护成本。
图I是本实用新型的结构框图。图2是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
如图I所示，电源电路I的输出端分别接单片机电路2、接口电路3和射频电路4的电源输入端，接口电路3、射频电路4分别与单片机电路2连接。如图2所示，单片机电路2包含一个微控制器U3 (本具体实施例型号为MSP430F149)，接口电路3包含风速传感器P2 (本具体实施例型号为EL15-1)和风向传感器P3 (本具体实施例型号为EL15-2D)，射频电路包含一个射频芯片Ul ((本具体实施例型号为AT86RF212)，风速传感器、风向传感器、射频芯片分别与微控制器连接。
3[0011]风速传感器EL15-1的输出信号经过电阻R3、R4分压得到能够使单片机识别的电压后与微控制器MSP430F149的P2. O端相连，风向传感器EL15-2D的7个输出端分别与微控制器 MSP430F149 的输入端 P2. I、P2. 2、P2. 3、P2. 4、P2. 5、P2. 6、P2. 7 相连，微控制器MSP430F149 的端口 Pl. 5,Pl. 6,Pl. 7、Ρ5· 0、Ρ5· 1、Ρ5· 2 和 Ρ5· 3 分别与射频芯片 AT86RF212的端口 \RST、IRQ、SLP_TR、\SEL、MOSI、MISO和SCLK连接。射频电路4还包含SMD低通滤波器，由C7、C10、C13、C14、C18、C19组成的滤波电路，由晶振X2、电容C8、C9组成的时钟电路，SMD平衡-不平衡转换器U2和天线P1，其中射频芯片AT86RF212通过平衡-不平衡转换器U2与SMD低通滤波器连接，SMD低通滤波器与天线连接。本实用新型的无线传感器网络风速风向节点模块使用干电池供电，采用高性能的单片机技术、射频技术和无线传感器网络技术。采用3节5号可充电电池产生工作电源，用风速传感器EL15-1连接2个电阻和风向传感器EL15-2D组成接口电路，用嵌入式微控制器MSP430F149监测、采集和处理风速风向信号，并将处理后的风速风向数据输出给射频芯片AT86RF212 ;射频芯片AT86RF212通过天线将风速风向数据以无线的形式发送给风速风向汇聚节点。
权利要求1.一种无线传感器网络风速风向节点模块，其特征在于包括电源电路(I)、单片机电路(2 )、接口电路(3 )和射频电路(4 )，其中电源电路(I)的输出端分别接单片机电路(2 )、接口电路(3 )、射频电路(4 )的电源输入端，单片机电路(2 )包含一个微控制器(U3 )，接口电路(3)包含风速传感器(P2)和风向传感器(P3)，射频电路(4)包含一个射频芯片(U1)，风速传感器(P2)、风向传感器(P3)、射频芯片(Ul)分别与微控制器(U3)连接。
2.根据权利要求I所述的无线传感器网络风速风向节点模块，其特征在于风速传感器(P2)的型号为EL15-1，其输出信号经过电阻分压得到能够使单片机识别的电压后与单片机的P2. O端相连。
3.根据权利要求I所述的无线传感器网络风速风向节点模块，其特征在于风向传感器(P3)的型号为EL15-2D，其7个输出端分别与单片机的P2. I、P2. 2、P2. 3、P2. 4、P2. 5、P2. 6、Ρ2· 7 相连。
4.根据权利要求I所述的无线传感器网络风速风向节点模块，其特征在于微控制器(U3)的Pl. 5端、Pl. 6端、Pl. 7端、Ρ5. O端、Ρ5. I端、Ρ5. 2端和Ρ5. 3端分别与射频芯片(Ul)的 \RST 端、IRQ 端、SLP_TR 端、\SEL 端、MOSI 端、MISO 端和 SCLK 端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无线传感器网络风速风向节点模块，属电子测控领域，其包括电源电路、单片机电路、接口电路和射频电路，其中电源电路的输出端分别接单片机电路、接口电路、射频电路的电源输入端，单片机电路包含一个微控制器，接口电路包含风速传感器和风向传感器，射频电路包含一个射频芯片，风速传感器、风向传感器、射频芯片分别与微控制器连接。该实用新型用无线传输取代了有线连接，用干电池供电，解决了传统供电问题，具有良好的扩展性，安装简便，节约了成本。
文档编号G05B19/042GK202771202SQ20122037921
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月2日 优先权日2012年8月2日
发明者严锡君, 余敏, 严妍, 孙桐, 王玲玲, 孟祥薇, 卜旸, 李亚东 申请人:河海大学