专利名称：无线传感器网络水位节点模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种无线传感器网络水位节点模块，属于电子测控领域。
背景技术：
在河流、水库的水情自动测报系统、防讯决策支持系统和闸门监控系统中，需要实时地 测量并向信息中心上报水位、雨量等水情数据，以供信息中心收集和处理，为防洪防讯、防 灾减灾提供准确的、科学的数据。
巨前，水位数据的采集和降雨量数据的采集由测站设备一起完成，普遍使用水位/雨量站 的方式，常用的有水位/雨量站和双水位/雨量站两种测站，采用有线方式将测站和水位传感 器进行连接， 一旦雨量监测电路出现故障，就会影响水位的测报。由于测站大多数远离办公 区域，不方便用交流电供电，因此通常采用太阳能电池和可充电蓄电池供电。这种供电方法 要求蓄电池的容量足够大、阳光照射的情况足够理想才行，如果遇到长时间阴雨天气，电池 就可能无法提供足够电能给测站，水位传感器也无法获得足够电能进行正常的水位、雨量等 水情数据的测量，从而增加了维护的工作量，提高了测量的成本。
发明内容
本实用新型为解决传统水位传感器的信息传输及供电问题而提出一种无线传感器网络水 位节点模块。
一种无线传感器网络水位节点模块，包括电源电路、接口电路、单片机电路和射频电路， 其中电源电路的输出端分别接接口电路、单片机电路和射频电路的电源输入端，接口电路 的信号输出端接单片机电路的信号输入端，单片机电路的信号输入、输出端分别接射频电路 的信号输出、输入端，所述接口电路包含第一缓冲器和第二缓冲器，单片机电路是一个微控 制器，射频电路包含一个射频芯片。
本实用新型用无线传感器网络技术设计，用无线传输方式取代了有线连接方式，无需布 设线路，安装简便，同时具有良好的扩展性；使用干电池供电，取代了传统的太阳能电池和
可充电蓄电池供电方式，节约了维护成本。
图l是本实用新型的结构框图。
图2是本实用新型的电原理图。
具体实施方式
如图1所示，电源电路l的输出端分别接接口电路2、单片机电路3和射频电路4的电 源输入端，接口电路2的信号输出端接单片机电路3的信号输入端，单片机电路3的信号输 入、输出端分别接射频电路4的信号输出、输入端。
如图2所示，接口电路2中的水位传感器X24J19A分别连接第一缓冲器74HC240和第二 缓冲器74HC240，第一缓冲器74HC240的输出端1Y1、 1Y2、 1Y3、 1Y4、 2Y1、 2Y2、 2Y3和2Y4 分别与单片机电路3中的微控制器C8051F310的输入端Pl. 0、 Pl. 1、 Pl. 2、 Pl. 3、 Pl. 4、 Pl. 5、 P1.6和P1.7连接，第二缓冲器74HC240的输出端IYI、 1Y2、 1Y3、 1Y4、 2Y1、 2Y2、 2Y3和 2Y4分别与单片机电路3中的微控制器C8051F310的输入端P2.0、 P2. 1、 P2. 2、 P2. 3、 P2. 4、 P2.5、 P2,6和P2.7连接，单片机电路3中的微控制器C8051F310的端口 PO.O、 PO. 1、 PO. 5、P0.6、 P0.4和P0.7分别与射频电路4中的射频芯片CC1020的端口 DIO、 DLCK、 PDI、 PDO、 PCLK和PSEL连接，射频电路4还包含由电感L7、电感L8、电容C21、 C22、 C23、 C24、 C25 组成的滤波电路，由电感L5、电感L6、电容C14、 C15、 C16、 C17、 C18、 C19、 C20组成的 LC滤波器电路，由电阻R4、电容Cll、 C12、 C13组成的RC滤波器电路，由晶振X1、电容C8、 C9组成的时钟电路，由电阻R1、 R2、 R3、电容C5、 C6、 C7组成的PLL回路滤波器电路，由 电感L1、电容C1组成的接收路径的LC滤波器电路，由电感L2、电阻R5、电容C2、 C3组成 的发送路径的LC滤波器电路，切换开关U2和天线J2，其中射频芯片通过接收路径的LC 滤波器电路和发送路径的LC滤波器电路与切换开关连接，切换开关与天线连接。
本实用新型的无线传感器网络水位节点模块使用干电池供电，采用高性能的单片机技术、 射频技术和无线传感器网络技术。釆用3节5号可充电电池产生工作电源，用水位传感器 X24J19A连接2片缓冲器74HC240组成接口电路，用嵌入式微控制器C8051F310监测、采集 和处理水位信号，并将处理后的水位数据输出给射频芯片CC1020;射频芯片CC1020通过切 换开关和天线将水位数据以无线的形式发送给水情汇聚节点。
权利要求1、一种无线传感器网络水位节点模块，其特征在于包括电源电路(1)、接口电路(2)、单片机电路(3)和射频电路(4)，其中电源电路(1)的输出端分别接接口电路(2)、单片机电路(3)和射频电路(4)的电源输入端，接口电路(2)的信号输出端接单片机电路(3)的信号输入端，单片机电路(3)的信号输入、输出端分别接射频电路(4)的信号输出、输入端，所述接口电路(2)包含第一缓冲器(U4)和第二缓冲器(U5)，单片机电路(3)是一个微控制器(U3)，射频电路(4)包含一个射频芯片(U1)。
2、 根据权利要求1所述的无线传感器网络水位节点模块，其特征在于第一缓冲器(U4) 的1Y1端、1Y2端、1Y3端、1Y4端、2Y1端、2Y2端、2Y3端和2Y4端分别与微控制器(U3) 的P1.0端、Pl.l端、P1.2端、P1.3端、P1.4端、P1.5端、P1.6端和P1.7端连接；第二缓 冲器(U5)的1Y1端、1Y2端、1Y3端、1Y4端、2Y1端、2Y2端、2Y3端和2Y4端分别与微控 制器(U3)的P2.0端、P2. l端、P2. 2端、P2. 3端、P2. 4端、P2.5端、P2. 6端和P2. 7端连 接。
3、 根据权利要求1所述的无线传感器网络水位节点模块，其特征在于微控制器(U3) 的PO.O端、PO. l端、P0.5端、P0.6端、PO. 4端和PO. 7端分别与射频芯片(Ul)的DIO端、 DLCK端、PDI端、PDO端、PCLK端和PSEL端连接。
专利摘要本实用新型公开了一种无线传感器网络水位节点模块，属电子测控领域。其主要包括电源电路、接口电路、单片机电路和射频电路，其中电源电路的输出端分别接接口电路、单片机电路和射频电路的电源输入端，接口电路的信号输出端接单片机电路的信号输入端，单片机电路的信号输入、输出端分别接射频电路的信号输出、输入端，所述接口电路包含第一缓冲器和第二缓冲器，单片机电路是一个微控制器，射频电路包含一个射频芯片。该实用新型用无线传输取代了有线连接，用干电池供电，解决了传统供电问题，具有良好的扩展性，安装简便，节约了成本。
文档编号G01F23/00GK201269767SQ20082015982
公开日2009年7月8日 申请日期2008年10月22日 优先权日2008年10月22日
发明者严锡君, 张伟伟, 徐立中, 雯 支, 杰 朱, 李红娜, 樊棠怀, 陆莉美, 飞 陈, 龚行梁 申请人:河海大学