专利名称：一种低功耗通用无线感应器平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及无线传感技术领域，特别是一种超低功耗小型通用无线感应器平台。
背景技术：
无线感应器平台是物联网中的物理节点，也是整个物联网的核心部件。它能够收 集传感器的信息，对信息进行预处理，并且能够以无线的方式把信息传送给网络中的其它 连接节点。现有的无线感应器平台，如图1的结构，处理器上连接有记录仪闪存11和无线收 发器13以及51针的接口 12，并且在电路板10上有板载天线14。这类设备的缺点是1，体积过大，如现在被广泛使用的Mica2 mote，其尺寸是58mm χ 32mm。它的可扩 展的性能通常不得不去除，因为他们占了相当大的体积。2，设计难度高，难以兼容不同的感应器，虽然消除引脚可以减少芯片版图和电路 组装的复杂程度，但是如果对物联网的每一个应用都重新设计一个感应平台，就会增加许 多新的困难。尤其是射频和微型天线对于部件和地面之间的距离非常敏感，这更增加了无 线感应器平台的设计难度。3，无线协议局限，目前的无线感应器平台都使用来自于美国Chipcon公司 CCXXXX系列的低工耗IEEE 802. 15. 4无线收发器或者蓝牙技术，这些技术适用于事件的 检测并不适合实时监控应用，更进一步来说，中国大部分智能系统实际使用的是大功率的 IEEE 802. 11无线局域网。据我们调查，所有的中国公司都在用IEEE 802.15.4 (ZIGBEE) 或者IEEE802. 11无线收发器做一些物联网的应用工作。4，板载天线受很强的外界干扰。
实用新型内容本实用新型的目的是发明一种低成本、低功耗、体积小的无线感应器平台。本实用新型的结构是这样的有一个微处理器及射频集成芯片，芯片天线、电力管 理模块、三轴加速度计端口、EEPROM和感应器端口连接在所述的微处理器及射频集成芯片 上。所述的感应器端口是15针接口，含有光传感器端口、心电图传感器和压力传感器。 所述的电力管理模块给整个系统供电，包括一个3. 3V电压调控器，电池保护电 路，以及一个可以充电30mAh的电池，3. 3V电压调控器连接充电电池，充电电池再连接到 电池保护电路。优选的，在3. 3V电压调压器上还连接有电源开关和复位开关。本实用新型摒弃了现有技术独立的射频模块，而是合并射频功能到微处理集成芯 片上，并且直接含有天线，而不需要外置板上天线。使用的感应器端口从51针变为15针， 缩小了无线传感器平台的体积。集成芯片的功耗更低，使用寿命长，不需要频繁更换电池，同时降低了价格。能为不同的传感器提供共用的界面，提高了感应器平台的兼容性。
图1，现有的无线感应器平台结构图；图2，本实用新型的结构图。图中，1——微处理器及射频集成芯片，2——芯片天线，3——电力管理模块、 4——三轴加速度计端口，5——EEPR0M，6——感应器端口 ；10——现有无线传感器平台的电路板，11——记录仪闪存，12——51针的接口， 13——无线收发器，14——板载天线。
具体实施方式
如图2，本实用新型的通用无线感应器平台，芯片天线2、电力管理模块3、三 轴加速度计端口 4、EEPR0M5和感应器端口 6连接在微处理器及射频集成芯片1上。微处理器及射频集成芯片1的供压在1.9v到3. 6v之间，它主要由以下部件构 成微处理器有一个512个字节的只读存储器用来引导加载程序，用户的应用程序 通常被存储在4K字节RAM，数据也可以存放在这里，它带有SPI以及RS-232界面，它的时钟 是由该芯片内部水晶振荡器决定的。射频收发器其工作频率是在2. 4-2. 5 GHz ISM波段，收发器是由频率合成器、功 率放大器、调制器和两个接收部件组成。为了节省功率，在软件的控制下收发器可以被打开 和关闭。另外输出功率，、频道以及其它射频参数可以通过射频寄存器进行调控，最大输出 功率是Odbm当最大的数据传送率是1Mbps。模拟数字转换器可以被调控到6，8，10，或者12位转换。电力管理模块3主要包括一个3. 3V电压调控器31，电池保护电路32，以及一个可 以充电的30mAh电池33。电压调控器31在本实施例中是一个低噪音电荷泵稳压器，它的最 大输出电流是50mA，输出电压是3. 3V。电压调控器31上连接有电源开关34和复位开关 35。感应器端口 6包括数字I/O、模拟信号输入、SPI、RS232、3. 3V电压输出，以及电 压输入，这个端口含有光传感器端口 61、心电图传感器62和压力传感器63，可以为不同的 感应器提供了 一个共用的界面。EEPR0M5用来存放默认启动加载器预计该平台的程序代码。芯片天线2可以根据实际需要选择不同的天线，本实施例中为最大收益为 1. 5dBi的天线。三轴加速度感应器4可以测量的加速度从_3g到+3g。权利要求1.一种低功耗通用无线感应器平台，其特征是有一个微处理器及射频集成芯片(1)， 还有芯片天线(2 )、电力管理模块(3 )、三轴加速度计端口( 4 )、EEPROM (5 )和感应器端口( 6 ) 连接在所述的微处理器及射频集成芯片(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗通用无线感应器平台，其特征是所述的感应器 端口(6)是15针接口。
3.根据权利要求1或2所述的一种低功耗通用无线感应器平台，其特征是所述的感 应器端口( 6 )含有光传感器端口( 61)、心电图传感器(62 )和压力传感器(63 )。
4.根据权利要求1所述的低功耗通用无线感应器平台，其特征是所述的电力管理模 块(3)包括一个3. 3V电压调控器(31)、电池保护电路(32)，以及一个可以充电的30mAh电 池(33 )，电压调控器(31)连接充电电池(33 )，充电电池(33 )再连接到电池保护电路(32 )。
5.根据权利要求4所述的低功耗通用无线感应器平台，其特征是在电压调压器(31) 上还连接有电源开关(34)和复位开关(35)。
专利摘要一种低功耗通用无线感应器平台，涉及无线传感技术，它有一个微处理器及射频集成芯片，芯片天线、电力管理模块、三轴加速度计端口、EEPROM和感应器端口连接在所述的微处理器及射频集成芯片上。所述的感应器端口是15针接口，含有光传感器端口、心电图传感器和压力传感器。本实用新型合并射频功能到微处理集成芯片上，并且直接含有天线，感应器端口为15针，缩小了无线传感器平台的体积。集成芯片的功耗更低，使用寿命长，不需要频繁更换电池。降低了价格。本实用新型能为不同的传感器提供共用的界面，提高了兼容性。
文档编号H04B1/38GK201830248SQ201020288080
公开日2011年5月11日 申请日期2010年8月11日 优先权日2010年8月11日
发明者李凯 申请人:李凯