一种用于光照强度检测的可唤醒无线传感器网络节点模块的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及属于电子测控领域，尤其涉及一种用于光照强度检测的可唤醒无线传感器网络节点模块。
【背景技术】
[0002]在农业农田和气象等监测信息系统中，需要实时地测量并向信息中心上报光照强度等数据，以供信息中心收集和处理，为有效地管理、决策和调度提供准确的、科学的数据。
[0003]传统的光照强度测量采用有线方式采集数据，使用交流电或太阳能电池供电，需要实施布线、铺设光纤或者电缆；太阳能电池受气候的影响较大，如遇长期阴雨，则无法正常工作。这样，大大增加了系统成本，降低了系统的灵活性、可维护性与可扩展性。把无线传感器网络应用到光照强度测量系统中，由传感器实时采集各监测点的处光照强度信息，经处理后通过自组织无线网络将温湿度信息传输到监控终端，实现光照强度参数的远程监测。
[0004]本实用新型设计了一种监测光照强度的的可唤醒无线传感器网络节点模块，主要应用于农田和气象中的环境光照强度监测。该模块采用电池供电，具有价格低、体积小、功耗低等特点，可以极大的提高节点整体性能及使用寿命。
[0005]然而，大部分无线传感器网络光照强度节点采用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由，实现2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，这种方法使得节点在通讯上的能耗较大，降低了数据传输的效率和可靠性，影响了整个网络的寿命。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，功能多样，降低通信能耗、提高通信效率。
[0007]为了解决【背景技术】所存在的问题，本实用新型采用以下技术方案:
[0008]一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，包含电源电路、光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元，电源电路分别为光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元供电，所述微控制器单元分别连接射频单元和唤醒单元，所述光照强度采集电路包含光照强度传感器模块，光照强度传感器连接微控制器单元。
[0009]优选地，所述的光照强度传感器采用TSL230B光照强度传感器。
[0010]优选地，所述的微控制器单元采用MSP430F149单片机，射频单元包含依次连接的CC2420射频芯片、滤波电路和天线，CC2420射频芯片连接微控制器单元，唤醒单元采用AS3930 芯片。
[0011]所述的MSP430F149 单片机的 P4.2 端、Pl.2 端、P4.4 端、P4.3 端、P5.0 端、P5.3端、P5.2端、P4.0端和P4.1端分别与CC2420射频芯片的FIFO端、FIFOP端、CCA端、SFD端、CSn端、SCLK端、SI端、SO端、RESETn端和VREG_EN端连接。
[0012]所述的MSP430F149 单片机的 Pl.3 端、P2.3 端、P2.4 端、P3.6 端、P3.7 端、P4.5端和P4.6端分别与AS3930芯片的WAKE端、CS端、SCL端、CL_DAT端、DAT端、SDI端和SDO
端连接。
[0013]采用上述技术方案带来的有益效果是:
[0014]本实用新型利用唤醒单元协调相邻光照强度传感器节点或光照强度传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，提高了光照强度监测系统通信的可靠性，而且安装简便，节约了成本，简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了光照强度监测系统的生命周期。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的原理结构示意图；
[0016]图2为本实用新型的电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]以下结合【附图说明】对本实用新型进行说明:
[0018]如图1所示本实用新型的原理结构示意图，一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，包含电源电路、光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元，电源电路分别为光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元供电，所述微控制器单元分别连接射频单元和唤醒单元，所述光照强度采集电路包含光照强度传感器模块，光照强度传感器连接微控制器单元。
[0019]如图2所示本实用新型的具体电路原理图，光照强度传感器采用TSL230B光照强度传感器，微控制器单元采用MSP430F149单片机，射频单元包含依次连接的CC2420射频芯片、滤波电路和天线，CC2420射频芯片连接微控制器单元，唤醒单元采用AS3930芯片，所述电源电路的直流电源负极接地，直流电源的正极经二极管Dl与电压转换器LM1117的输入端连接，直流电源的正极经二极管Dl连接电容Cl、电容C2与直流电源连接并接地，LMl117的输出端输入VCC_SYS2，电压转换器LM1117的输出端经电阻RO后输入VCC_SYS1，电压转换器LM1117经电容C3、电容Cl与直流电源连接并接地，电压转换器LM1117将直流电源转换成3.3V电源，微控制单元中MSP430F149单片机的AVcc端接VCC_SYS2，MSP430F149单片机的DVcc端接VCC_SYS1，MSP430F149单片机的P2.0、P2.1、P2.5和P2.6端分别连接TSL230B光照强度传感器的0UT、S3、S2、S1、SO端，唤醒单元中AS3930芯片的VCC和XIN端均连接VCC_SYS1，AS3930芯片的VSS和LFP端均接地，AS3930芯片的LFN端分别经电阻R10、电容C24和电感L4后接地，MSP430F149单片机的P4.2端、Pl.2端、P4.4端、P4.3端、P5.0端、P5.3端、P5.2端、P4.0端和P4.1端分别与CC2420射频芯片的FIFO端、FIFOP端、CCA 端、SFD 端、CSn 端、SCLK 端、SI 端、SO 端、RESETn 端和 VREG_EN 端连接，CC2420 射频芯片的X0SC16_01和X0SC16_02端接频率为16MHZ的晶振X2，CC2420射频芯片的TXRX_SWITCH端经电感L2与RF_P端连接，CC242射频O芯片的TXRX_SWITCH端依次经电感L2和L3与RF_N端连接，TXRX_SWITCH端经电容C21接地，RF_P端依次经电容C25、C26与天线连接，RF_N端经电容C31接地，RF_N端经电感L4与C25、C26的公共端连接。
【主权项】
1.一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:包含电源电路、光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元，所述微控制器单元分别连接射频单元和唤醒单元，所述光照强度采集电路包含光照强度传感器模块，光照强度传感器连接微控制器单元。2.根据权利要求1所述的一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:所述的光照强度传感器采用TSL230B光照强度传感器。3.根据权利要求1所述的一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:所述的微控制器单元采用MSP430F149单片机，射频单元包含依次连接的CC2420射频芯片、滤波电路和天线，CC2420射频芯片连接微控制器单元，唤醒单元采用AS3930 芯片。4.根据权利要求3所述的一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:所述的MSP430F149单片机的P4.2端、Pl.2端、P4.4端、P4.3端、P5.0端、P5.3端、P5.2端、P4.0端和P4.1端分别与CC2420射频芯片的FIFO端、FIFOP端、CCA端、SFD端、CSn端、SCLK端、SI端、SO端、RESETn端和VREG_EN端连接。5.根据权利要求3或4所述的一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:所述的MSP430F149单片机的Pl.3端、P2.3端、P2.4端、P3.6端、P3.7端、P4.5端和P4.6端分别与AS3930芯片的WAKE端、CS端、SCL端、CL_DAT端、DAT端、SDI端和SDO端连接。6.根据权利要求1所述的一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，其特征在于:所述电源电路的直流电源负极接地，直流电源的正极经二极管Dl与电压转换器LMl117的输入端连接，直流电源的正极经二极管Dl连接电容Cl、电容C2与直流电源连接并接地，LMl117的输出端输入VCC_SYS2，电压转换器LMl117的输出端经电阻RO后输入VCC_SYS1，电压转换器LMl117经电容C3、电容Cl与直流电源连接并接地，电压转换器LMl117将直流电源转换成3.3V电源，MSP430F149单片机的DVcc端接VCC_SYS1，MSP430F149单片机的P2.0、P2.1、P2.5和P2.6端分别连接TSL230B光照强度传感器的OUT、S3、S2、S1、SO端，唤醒单元中AS3930芯片的VCC和XIN端均连接VCC_SYS1，AS3930芯片的VSS和LFP端均接地，AS3930芯片的LFN端分别经电阻R10、电容C24和电感L4后接地，MSP430F149 单片机的 P4.2 端、Pl.2 端、P4.4 端、P4.3 端、P5.0 端、P5.3 端、P5.2 端、P4.0端和P4.1端分别与CC2420射频芯片的FIFO端、FIFOP端、CCA端、SFD端、CSn端、SCLK端、SI 端、SO 端、RESETn 端和 VREG_EN 端连接，CC2420 射频芯片的 X0SC16_01 和 X0SC16_02 端接频率为16MHZ的晶振X2，CC2420射频芯片的TXRX_SWITCH端经电感L2与RF_P端连接，CC242射频O芯片的TXRX_SWITCH端依次经电感L2和L3与RF_N端连接，TXRX_SWITCH端经电容C21接地，RF_P端依次经电容C25、C26与天线连接，RF_N端经电容C31接地，RF_N端经电感L4与C25、C26的公共端连接。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于光照强度监测的可唤醒无线传感器网络节点模块，包含电源电路、光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元，电源电路分别为光照强度采集电路、微控制器单元、射频单元和唤醒单元供电，所述微控制器单元分别连接射频单元和唤醒单元，所述光照强度采集电路包含光照强度传感器和外部时钟模块，光照强度传感器分别连接微控制器单元和外部时钟模块。本实用新型利用唤醒单元协调相邻光照强度传感器节点或光照强度传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了光照强度监测系统的生命周期。
【IPC分类】H04W52/02, H04W84/18
【公开号】CN204761725
【申请号】CN201520333211
【发明人】魏晓东, 江玲, 高锦标, 宋世俊
【申请人】安徽中澳科技职业学院
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年5月21日