专利名称：船舶用无线多功能传感器节点的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及船舶机舱用无线多功能传感器节点，尤其涉及一种抗干 扰能力强、超低功耗、工作稳定、适应各种高温度、高湿度、强噪声、强震 动等环境，除自身采集传感器信息外，通过通讯组态，接收船舶智能仪器的 数据，将智能仪器接入无线传感器网络，形成能接收多种信息的无线多功能 传感器节点。
背景技术：
目前国内很多造船企业，设计生产的船舶根据用途和吨位的不同，机舱 的测量点，从几十个到几千个各不相同。机舱是船舶的心脏，对机舱的温度、 液位、管道的压力和流量等物理量的监测十分重要。由于船舶机舱里的环境 非常恶劣，通常是高温、高湿度、高噪声、高震动等环境> 采用船员在机舱 值班的形式，对船员身体的影响很大。国外自动化程度较高的船舶己经开始 使用美国克尔斯博科技公司的一种名为"尘埃"的无线传感器网络技术，大 多数船舶都采用有线的方式监测机舱的机械设备，由于船舶机械结构复杂、 被测的物理量较多，布线十分困难。
随着微处理器特别是单片机的发展，许多船舶传感器也实现了智能化。
如光栅扫描ARPA雷达、GPS接收机、电子罗经系统、罗兰、测深仪、计程 仪、风速风向仪等，上述智能仪器一般设置串行通讯接口，具有信号模数转 换、输出功能。但在运行过程中功耗较大，使用有源供电达不到发明目的， 使用电池供电，电池的电力使用周期不稳定，且使用周期短。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超低功耗，将采集到的信号转换为带有
ID标记的数字信号，并实现无线输出的船舶用无线多功能传感器节点。
本实用新型的技术方案是包括传感器输入调理电路、单片机电路、无
线发射电路、天线、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、复位电 路、LCD显示电路，所述单片机电路中设超低功耗的MSP430系列单片机， MSP430系列单片机与传感器输入调理电路、无线发射电路、电源电路、 RS232转换电路、功能键盘电路、LCD显示电路相连。
无线发射电路中的芯片为CC2430芯片。
所述单片机为MSP430F449。
所述复位电路为MAX809。
所述RS232转换电路包括MAX3232芯片。
它还包括FLASH数据存储器，FLASH数据存储器芯片为AT54DB041 。
电源电路中的电源模块为CR2054。
所述LCD显示电路中显示模块为MG12232。
它还设有无线接收电路。
无线接收电路中的芯片为CC2430芯片。
本实用新型结合船舶机舱的实际需求，设计开发了适应我国的市场要求 的无线传多功能感器节点，能够采集传感器数据、接收各种智能仪器数据， 具有抗干扰能力强，价格适中的新产品，完全实现船舶监控系统底层的无线 化。本实用新型的单片机电路中采用超低功耗的MSP430系列单片机，以及 发射、转换等电路均采用功耗底的芯片，使得整个节点的功耗大大降低，使 用周期延长；功能键盘电路、复位电路、LCD显示电路在产品出厂时可输入 初始设定参数，使用中还可显示电池消耗量，便于维修保养人员及时发现， 及时更换，以确保检测数据不会遗漏。此外，本实用新型的节点还能搭载临近节点的信号，进行传输。
图1为本实用新型的工作原理图中，1是各种传感器输入调理电路，2是单片机，3是无线芯片电路， 4是电源模块，5是数据显示LCD和功能键盘，6是存储器芯片电路，7是 RS-232通信电平转换器，8是复位电路，9是调试接口。
图2为本实用新型的线路示意图3为本实用新型的通讯组态流程图。
具体实施方式
结合附图进一步说明本实用新型，船舶机舱的被测量通常包括温度、 湿度、液位、管道流量、管道压力等。如图1、 2，本实用新型通过输入调理 电路l输入单片机2的A/D转换输入口 ，单片机2采用MSP430F449,经过 单片机2处理的信号通过其I/O 口输出到无线芯片3，无线芯片3采用 CC2430,信号经过无线芯片3的处理，通过发射接收天线发射信号。本实 用新型另一实施例的节点具有接收功能，通过发射接收天线同时接收来自其 他传感器节点的信号。
本实用新型包括传感器输入调理电路、单片机电路、无线发射电路、天 线、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、复位电路、LCD显示电 路，所述单片机电路中设超低功耗的MSP430系列单片机，MSP430系列 单片机与传感器输入调理电路、无线发射电路、电源电路、RS232转换电 路、功能键盘电路、LCD显示电路相连。
RS-232通信电平转换器7使用MAX3232芯片，单片机2的发送线UTXDO接MAX3232的第10脚，单片机2的接收线URXDO接MAAX3232 的第9脚。在单片机2使用异步串行通信总线时数据通过MAX3232进行电 平转换，并经过RS-232送入电脑或由电脑发送到单片机2。
单片机2的复位电路8使用MAX809芯片，单片机2的复位脚RESET 接MAX809的第2脚。R401和DS401电源指示电路，R401为限流电阻， DS401为发光二极管。
存储器芯片电路6中的数据存储器使用FLASHAT54DB041芯片与单片 机2通过SPI总线通信，通过SPI总线，单片机2的控制数据有效的读写。
数据显示LCD和功能键盘5中的键盘电路采用中断方式，R501、 R502、 R503为上拉电阻，R504、 R505、 R506为限流电阻。三个按键实现上翻、下 翻、确认显示数据功能。
数据显示LCD和功能键盘5中的LCD显示电路使用MG12232芯片，
显示节点的各种数据。
电源模块4使用Pasasonic公司的CR2054, CR2054存储了 560mAh的 电能，且体积较小。
如图3，通讯组态时首先设置智能仪器的通讯参数如波特率、校验位、 起始位、停止位等，接着进行通讯命令格式的设置，用于获取智能仪表数据， 如数据采集周期、编码格式、数据长度、校验方式等参数。接收数据格式设 置用于正确接收智能仪器的数据，并对其解析。对接收数据的解析后，传感 器节点将其转换成ID号和数据量对，即每个数据量对应一个唯一的ID号， 这样方便与传感器节点自身采集的数据量的融合。
权利要求1、一种船舶用无线多功能传感器节点，包括传感器输入调理电路、单片机电路、无线发射电路、天线、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、复位电路、LCD显示电路，其特征在于，所述单片机电路中设超低功耗的MSP430系列单片机，MSP430系列单片机与传感器输入调理电路、无线发射电路、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、LCD显示电路相连。
2、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，无线发射电路中的芯片为CC2430芯片。
3、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，所述单片机为MSP430F449。
4、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，所述复位电路为MAX809。
5、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，所述RS232转换电路包括MAX3232芯片。
6、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，它还包括FLASH数据存储器，FLASH数据存储器芯片为 AT54D総1。
7、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，电源电路中的电源模块为CR2054。
8、 根据权利要求1所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，所述LCD显示电路中显示模块为MG12232。
9、 根据权利要求1~8所述的船舶用无线多功能传感器节点，其 特征在于，它还设有无线接收电路。
10、 根据权利要求9所述的船舶用无线多功能传感器节点，其特 征在于，无线接收电路中的芯片为CC2430芯片。
专利摘要船舶用无线多功能传感器节点。涉及船舶机舱用无线多功能传感器节点。能将采集到的信号转换为带有ID标记的数字信号，并实现无线输出。它包括传感器输入调理电路、单片机电路、无线发射电路、天线、电源电路、RS232转换电路、功能键盘电路、复位电路、LCD显示电路，所述单片机电路中设超低功耗的MSP430系列单片机。本实用新型结合船舶机舱的实际需求，能够采集传感器数据、接收各种智能仪器数据，具有抗干扰能力强，完全实现船舶监控系统底层的无线化。本实用新型的节点的功耗大大降低，使用周期延长；此外，本实用新型的节点还能搭载临近节点的信号，进行传输。
文档编号G08C17/00GK201134148SQ20072004317
公开日2008年10月15日 申请日期2007年8月15日 优先权日2007年8月15日
发明者史旺旺, 徐爱斌, 鹏 杨, 陈国林 申请人:扬州贝尔斯通科技有限公司