一种无线传感网络的智能网关的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于物联网技术领域，涉及了一种无线传感网络的智能网关。
【背景技术】
[0002]随着微电子系统、计算机通信、集成电路和射频技术的飞跃式发展，无线传感网络作为一种新兴的网络技术得到了极大的推动，被广泛运用在环境监控、智能家居和工程质量监控等领域。
[0003]无线传感器网络系统作为感知层重要组成部分，是由大量的具有无线通信与计算能力的传感器节点构成、能够完成指定任务的多跳、自组织的网络系统。但由于无线传感网络中的感知节点自身资源、部署环境、网络基础设施等条件的限制，直接接入到具有服务性能的服务器是不切实际的。为了解决上述问题，需要借助一个远距离传输网来将感知数据传送给服务性的服务器。智能网关作为连接无线传感器网络与互联网的设备，可以使无线传感器网络感知的数据有效的传递到数据中心，通过对数据的整理和分析，可以极大程度的改变用户获取自然世界的数据的方式，同时也能够对无线传感器网络中的节点进行集中的管理，解决目前分散在各处的无线传感器网络中的节点难以管理的问题。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的就是设计智能网关控制无线传感网络设备，其能够智能识别网络状况，对下支持433MHz无线低功耗数据收发控制下挂设备。
[0005]本实用新型所采用的技术方案是:整个智能网关系统主要分为两个部分:无线个域网子系统(收集内部传感网络节点的数据)和无线广域网子系统(与服务性的服务器通讯)。由以下五个部分组成:中央处理器模块、无线个域网通信模块、无线广域网通讯模块，系统电源模块和信息指示模块。
[0006]中央处理器模块包括主控芯片U7、单排插座U3、晶振Y2、Y3、开关SWl、钽电容C4、C5、瓷片电容 C6、C7、C8、C9、C10、C23、C25、C26、C27、C28、C36、电阻 R1、R2、R3、R4、R18、R19、R20、R30o单排插座U3的I脚同电源3.3V相连，2脚、3脚、4脚、6脚分别同R4、R3、R2、Rl的一端以及主控芯片U7的90脚、77脚、72脚、89脚相连，R4、R3、R2、Rl的另一端同电源3.3V相连，其5脚、7脚分别同主控芯片U7的76脚、14脚相连，8脚同地相连。晶振Y2的I脚同U7的8脚，C23的一端相连，2脚同U7的9脚，C25的一端相连，电容C23、C25的另一端同地相连。晶振Y3的I脚同U7的12脚，C26的一端相连，2脚同U7的13脚，C27的一端相连，电容C26、C27的另一端同地相连。开关SWl的I脚同电阻R30的一端，电容C36的一端相连，2脚同C36的另一端相连并接地，电阻R30的另一端接电源3.3V。电阻R20，电容C28的一端同U7的14脚相连，电阻R20的另一端同电源3.3V相连，电容C28的另一端同地相连。电阻R18—端同U7的37脚相连，另一端同地相连。电阻R19—端同U7的94脚相连，另一端同地相连。电容C6、C7、C8、C9、ClO和钽电容C4、C5的正极同电源3.3V相连，其另一端同地相连。主控芯片U7的10脚、19脚、20脚、27脚、49脚、74脚、99脚同地相连，6脚、11脚、21脚、22脚、28脚、50脚、75脚、100脚同电源3.3V相连，2脚、3脚、4脚、5脚、7脚、34脚、38脚、39脚、40脚、45脚、46脚、47脚、48脚、51脚、52脚、53脚、54脚、55脚、56脚、57脚、58脚、59脚、60脚、61脚、62脚、63脚、64脚、65脚、66脚、67脚、70脚、71脚、73脚、78脚、79脚、81脚、82脚、84脚、85脚、86脚、87脚、88脚、91脚、92脚、93脚、95脚、96脚、97脚、98脚悬空。
[0007]无线个域网通信模块包括无线CCllOl射频模块U8、钽电容C29、瓷片电容C30。U8的I脚同钽电容C29的正极，瓷片电容C30的一端相连并接电源3.3V，U8的2脚同钽电容C29的负极，瓷片电容C30的另一端相连并接地，U18的3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚、9脚分别同主控芯片U7的29脚、32脚、30脚、31脚、35脚、36脚、33脚相连，U18的10脚悬空。
[0008]无线广域网通讯模块包括AR9331无线模块U15、带变压器的RJ45网口 U16、LED灯WIFI_LED、钽电容 C34、瓷片电容 C35、C45、C46、C47、电阻 R37、R38、R39、R40、R41、R50、R51、R52。钽电容C34的正极接3.3V电源，负极接地。瓷片电容C35 —端接3.3V电源，另一端接地。WIFI_LED灯的正极接无线模块U15的56脚，负极接电阻R52的一端相连，R52另一端接地。网口 U16的I脚同无线模块U15的28脚，电阻R37的一端相连，2脚同无线模块U15的30脚，电阻R38的一端相连，电阻R37、R38的另一端同电容C46的一端相连，电容C46另一端同地相连，3脚同无线模块U15的24脚，电阻R39的一端相连，6脚同无线模块U15的26脚，电阻R40的一端相连，电阻R39、R40的另一端同电容C47的一端相连，电容C47另一端同地相连，4脚、5脚同无线模块U15的42脚、44脚，电容C45脚的一端相连，电容C45另一端同地相连，7脚悬空，8脚同电阻R41相连，电阻R41另一端同地相连，9脚同电阻R51相连，电阻R51另一端接电源3.3V，10脚、11脚同无线模块U15的53脚相连，12脚同电阻R50相连，电阻R50另一端接电源3.3V。无线模块U15的23脚、27脚、29脚、31脚、57脚、58脚分别同主控芯片U7的17脚、18脚、23脚、24脚、25脚、26脚相连，其19脚、21脚、49脚、51脚同电源3.3V相连，I脚、2脚、9脚、12脚、40脚、47脚、59脚、60脚同地相连，3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚10脚、11脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、20脚、22脚、25脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚、37脚、38脚、39脚、41脚、43脚、45脚、46脚、48脚、50脚、52脚、54脚、55脚悬空。
[0009]系统电源模块包括降压芯片U5、串口芯片U2，MicroUSB 口 USB1、二极管D5、钽电容(:17、(:18、瓷片电容02、(:11、(:12、(:19、020，电阻1?5、1?12。降压芯片U5的I脚同钽电容C17、C18的负极，C19、C20的一端相连并接地，无线模块U15的2脚同钽电容C18的正极，瓷片电容C20的的另一端相连并接电源3.3V，3脚同C17的正极，瓷片电容C19的另一端相连并接电源5V。串口芯片U2的I脚同主控芯片U7的69脚相连，4脚同瓷片电容C2的一端相连并接电源3.3V，瓷片电容C2的另一端接地，5脚同主控芯片U7的68脚、电阻R5的一端相连，电阻R5的另一端接电源3.3V，15脚同R12的一端，MicroUSB 口 USBl的3脚相连，16脚同MicroUSB 口 USBl的2脚相连，17脚同电阻R12的另一端、瓷片电容C12的一端相连，瓷片电容C12的另一端接地，20脚同瓷片电容Cl I的一端相连并接电源5V，瓷片电容Cll的另一端接地，MicroUSB 口 USBl的I脚接二极管D5的正极，二极管D5的负极接电源5V，串口芯片 U2 的 7 脚、18 脚、21 脚、22 脚、23 脚、25 脚、26 脚，MicroUSB P USBl 的 5 脚、6脚接地，串口芯片U2的2脚、3脚、6脚、8脚、9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、19脚、24脚、27脚、28脚和MicroUSB P USBl的4脚悬空。
[0010]信息指示模块包括 4 个 LED 灯 nReady_LED、Sys_LED、LED2、LED1、蜂鸣器 U9、NPN三极管 Q3、二极管 D6、瓷片电容 C32、电阻 R22、R23、R24、R25、R26、R27。LED 灯 nReady_LED、LED2、LEDl的正极分别同主控芯片U7的41脚、43脚、44脚相连，其负极分别同R22、R24、R25的一端相连，R22、R24、R25的另一端同地相连。LED灯Sys_LED的正极同电源3.3V相连，负极同电阻R23相连，电阻R23的另一端同地相连。NPN三极管Q3的集电极同二极管D6的正极，蜂鸣器U9的2脚相连，基极同R26、R27的一端相连，发射极同R27的另一端相连并接地。电阻R26的另一端同主控芯片U7的16脚相连，二极管D6的负极同电容C32的一端，蜂鸣器U9的I脚相连，并接电源5V，电容C32的另一端接地。
[0011 ] 主控芯片U7采用ST公司的STM32F103V8T6，无线模块U15采用以Atheros公司的AR9331芯片作为主控芯片的集成模块，降压芯片U5采用AMS1117-3.3V，U2采用Prolific公司的PL2303HXD芯片。
[0012]本实用新型的有益效果:本实用新型适用于大规模远程物联网系统。本装置具有效率高、响应实时、可靠性高，抗干扰能力强等特点，同时具有很好的通用性，接口灵活方便，易于控制，并且具有良好的可维护性和扩展性，较好的经济性，制造方便，成本低。
【附图说明】
[0013]图1为无线传感网络的智能网关的连接远程服务器系统结构图；
[0014]图2为无线传感网络的智能网关的实现自身服务器系统结构图；
[0015]图3为智能网关的硬件整体结构框图；
[0016]图4为STM32控制器模块电路原理图；
[0017]图5为无线个域网通信模块的框图；
[0018]图6为无线广域网通信模块电路原理图；
[0019]图7为系统电源模块电路原理图；