专利名称：一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置的制作方法
技术领域：
本实用新型一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，涉及一种短距离数据采集、无线收发等技术，尤其涉及ZigBee无线自组网、低功耗技术。本实用新型一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，通过无线通信模块搭载的ZigBee-Pro协议栈，实现溶解氧传感器采集的模拟信号的A/D转换，溶解氧传感器数据读取以及数据无线收发功能。
二背景技术：
目前，在智能环保、智能家居、智能医疗、智能交通等领域，常需要智能终端采集监测区域数据信息、并汇聚采集数据进行信息融合，最终通过网关上传至上位机监控中心，满足实时远程监控的需求，以便于管理、监控的自动化、信息化和智能化水平的提升。由于实际应用中水域监测点分布分散、范围广，属于无人值守环境，距离监控中心比较远，通过有线方式进行数据收发，显然会受到布线、安装部署不灵活、传输速率低、成本等多种因素的制约，难以在远程监控系统中使用。因此，本实用新型一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，采用短距离无线通信ZigBee技术，能实现近距离数据采集并自组织网络通过网关与监控中心进行远距离无线传输，满足智能水质远距离数据传输的要求。
三、技术内容(I)发明目的本实用新型的目的是克服现有技术安装、部署困难、成本高、可扩展性差等技术的不足，开发一种基于ZigBee技术的物联网智能水质溶解氧感知终端装置，具有近距离数据采集，自组织网络，远距离数据无线收发的功能。(2)技术方案 本实用新型一种 物联网智能水质溶解氧感知终端装置主要由数据采集模块1，处理器模块2，无线通信模块3以及电源模块4组成。使用Z-Stack协议栈的ZigBee-PiO协议自组织网络，采用网状网拓扑结构，随机分配地址方案，支持多对一、一对多、源路由算法，在应用层采用分割传输功能实现长数据传输功能。数据采集模块I采用RY952型号溶解氧传感器采集数据，通过软件程序对传感器采集的模拟信号进行A/D转换；处理器模块2采用CC2530的增强型8051微控制器，具有32KB、64KB、128KB或者256KB的在线系统可编程内存和8KB的RAM，该RAM具备在各种供电方式下的数据保护能力；同时具有多种运行模式，而且运行模式之间转换时间短，能进一步保证装置的低功耗特性。无线通信模块3采用
2.4GHz频段CC2530的直接序列扩频通信射频收发器，具有高灵敏度和抗干扰性能。电源模块支持外接电源和干电池两种方式供电，模块中采用AAT3221芯片实现5V电源电压到3V电压的转换，为数据采集模块1、处理器模块2、无线通信模块3提供正常的工作电压。处理器模块2通过插针方式与数据采集模块I相连，并支持JTAG、UART下载调试，使用方便、灵活，内部集成ZigBee-PiO协议，可以实现无线自组织网络，低功耗数据收发。(3)技术效果[0008]一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置是一种融合了无线传感器网络、物联网、无线通信等领域最新技术的设备，本实理新型均采用无线通信方式，具有安装简单、部署灵活、成本低、适应性强、维护方便、可扩展性高、自动化、智能化优势显著等优点，非常适用于智能环保、智能安防、智能交通、智能物流等领域，这将大大突破有线传输、人工操作维护等方式的局限性，是高度智能化的设备。本实用新型一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置的使用，将极大改进监测监控领域的应用现状，提高监控、管理的综合水平，促进国内监控系统向便携化和智能化方向发展，具有十分广阔的应用前景。
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以下结合附图对本实用新型进一步说明。图1是本实用新型原理框图图2是本实用新型处理器模块以及无线通信模块原理图图3是本实用新型无线通信模块插座原理图图4是本实用新型电源模块原理图
五具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的一个实施例作进一步说明:参照图1，图1表示本实用新型装置原理框图。本实用新型通过RY952溶解氧传感器采集水中溶解氧的值；通过处理器模块对采集的数据校准和A/D转换，由无线通信模块ZigBee技术实现数据的收发。RY952溶 解氧传感器通过LM358AM集成运放，实现信号调理，最终输出信号与处理器模块的P0.0引脚相连。参照图2，图2表示实用新型装置处理器模块及无线通信模块原理图。主要采用CC2530核心芯片，符合ZigBee规范，能够满足以ZigBee为基础的2.4GHzISM波段应用对低成本、低功耗的要求。它结合一个高性能的2.4GHz直接序列扩频通信射频收发器和一颗工业级小巧高效的8051控制器。参照图3，图3表示实用新型装置无线通信模块插座原理图。插座左边的I脚与CC2530芯片的P0.7引脚相连，2脚与P0.6相连，3脚与P05相连，4脚与P0.4相连，5脚与P0.3相连并作为信号发送端，6脚与P0.2相连，并作为信号输出端，7脚与P0.1相连，8脚与P0.0相连，9脚Pl.0相连，10脚与Pl.1相连；插座右边的I脚接地，2脚接+3.0V电源电压，3脚与P2.2相连，4脚与P2.1相连，5脚与Pl.4相连，6脚与Pl.5相连，7脚通过按键复位与REST相连，8脚与Pl.6相连，9脚与P2.02相连，10脚与Pl.7相连。参照图4，图4表示实用新型装置电源模块原理图。电源模块采用两种供电方式，一种是外接电源方式，一种干电池供电方式。电池盒的I脚与自锁开关按键Kl的I脚和6脚相连，电池盒2脚接地；自锁开关的2脚接+3.0V电压，5脚接500 Ω的上拉电阻再连接发光二极管接地；3脚，4脚都连接在AAT3221稳压芯片的5脚并通过IuF滤波电容接地，4脚处于悬空状态，2脚接地，I脚为+5V电压输入，3脚为使能端也接在+5V电压，高低平有效；电源插座的2，3脚接地，1脚接4八13221芯片的输入引脚I。
权利要求1.一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，其特征在于:系统主要由数据采集模块(I)、处理器模块(2)、无线通信模块(3)以及电源模块(4)组成，数据采集模块(I)主要采用RY952溶解氧传感器采集数据，经过LM358集成运放实现信号调理；处理器模块(2)接收数据采集模块(I)的数据并进行A/D转换；无线通信模块(3)主要采用CC2530搭载ZigBee-Pro协议，接收处理器模块(2)转换后的数据，并进行无线数据发送和传输。
2.根据权利要求1所述的一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，其特征在于:处理器模块(2)采用CC2530的增强型8051微控制器，具有在线系统可编程内存和8KB的RAM ；系统时钟由32MHz晶振提供，系统休眠时钟由32KHz无源晶振提供；复位按键与RESET连接，可实现硬件复位，初始化系统；数据采集模块(I)与处理器模块(2)采用插针的方式连接；无线通信模块(3)采用CC2530领先的RF射频收发器，符合2.4GHz IEEE802.15.4标准，具有极高的接收灵敏度和抗于扰性能，可编程的输出功率高达4.5dBm。
3.根据权利要求1所述的一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，其特征在于:电源模块(4)采用两种供电方式，一种是采用干电池直接供电，方便终端装置工作于无人值守环境；另一种采用外接电源供电方式，方便实验调试；电源模块(4)主要采用AAT3221芯片，将外接的+5V电源电压转换成数据采集模块(I)、处理器模块(2 )、无线通信模块(3 )正常工作时所 需电压。
专利摘要本实用新型涉及一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置，主要由数据采集模块1、处理器模块2、无线通信模块3和电源模块4组成，通过ZigBee-Pro协议自组织网络，对数据进行接收，转发，实现近距离水质溶解氧无线数据采集。本实用新型一种物联网智能水质溶解氧感知终端装置克服了有线传感器网络布线麻烦、安装部署不灵活、成本高的缺陷，具有无线自组网、成本低、抗干扰、维护简单、数据实时性和可靠性高等优点。
文档编号H04W84/18GK203120173SQ201320117060
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月15日 优先权日2013年3月15日
发明者顾相平, 杨艳, 胡荣林, 金鹰 申请人:淮阴工学院