一种基于无线传感网的气象信息采集装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于无线传感网的气象信息采集装置，属于通信技术领域。
【背景技术】
[0002]研究无线传感器网络的节点是研究无线传感器网络技术的基础和必要组成部分，无线传感器网络系统是节点以及一些基于节点的软硬件平台组合而实现的无线传感器网络技术的研究始于上世纪九十年代，此后，随着研究人员和工程技术人员的不断努力，己经出现了几十种比较成熟的无线传感器网络节点设备，传感器节点的功能也逐渐趋向多样化。其中有代表性的无线传感器节点有以下几种:
[0003](I)Mica系列节点:Mica系列节点是美国加州大学伯克利分校研制的传感器网络平台，该节点公开软硬件平台，是目前研究无线传感器网络的主要平台。Mica些列节点包括Mica、Mica2> MicaZ等。其中,Mica系列节点都使用Atmel公司的处理器，Mica节点的无线通信芯片是TR1000，Mica2节点采用的无线通信芯片是CC1000，MicaZ则是采用CC2420芯片，该芯片支持ZigBee协议。
[0004](2)Telos系列节点:Telos系列节点也是由美国加州大学伯克利分校研制的，相对于Mica系列节点Telos系列节点功耗较低。Telos系列节点的处理器采用低功耗的MSP430处理器，无线通信芯片采用CC2420芯片。节点使用干电池供电，待机状态的功耗仅为0.5 Uff,工作状态功耗为0.5niW，射频发送时为45mW，TelOS具有丰富的外设接口，包括A/D转换器、D/A转换器、Sn、UART等接口，可扩展性极强。
[0005](3)BT节点:BT节点是一种采用蓝牙技术的多功能节点。它采用Atmel的处理器，除了蓝牙模块，它还包括一片工作在433?915MHz的CC1000芯片，CC1000和蓝牙射频既可以同时工作也可以单独工作。节点可以使用干电池供电，也可以使用3.8V-5V的外部电源供电。
[0006](4)Sun SPOT节点:Sun SPOT节点是Sun公司推出的新型无线传感器网络设备。它的处理器采用低功耗的32位ARM820T处理器，相对于其他微处理器，该处理器的资源更加丰富、功耗也较低，支持32位的ARM指令集和16位的Thumb指令集，可以运行WindowsCE、Linux等嵌入式操作系统，处理功能强大。Sun SPOT节点无线通信芯片使用支持ZigBee协议的CC2420芯片。节点集成了常用的温度、光照和加速度传感器，使用锂电池供电。
[0007](5) Gain节点:Gain节点是我国第一款自主开发的无线传感器网络节点，它由中科院计算机所开发设计。Gain系列的最初版本使用了中科院自行开发的处理器，最新版本GAINSJ节点采用的是JN5121系统芯片，该芯片集成了处理器和射频芯片，其射频芯片兼容Zigbee协议，可以实现多种网络拓扑结构。
[0008]以上主要介绍了几种常见的无线传感器网络节点，随着技术的发展，越来越多功能齐全、性能良好的节点会不断出现，从整体上来说，无线传感器网络节点正朝着微型化、低功耗和高度的方向快速发展。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型为了解决现有技术中存在的上述缺陷和不足，提供了一种基于无线传感网的气象信息采集装置，能够快速准确地进行气象数据的采集和传输，弥补传统自动气象站应用环境受限的缺点。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于无线传感网的气象信息采集装置，包括CC2530控制芯片、信息采集模块和电源模块;所述CC2530控制芯片包括8051CPU处理器、射频收发器和A/D转换器，所述信息采集模块与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器、射频收发器与所述8051CPU处理器相连;所述信息采集模块包括模拟传感器和智能传感器，用于采集气象信息并发送给CC2530控制芯片;所述电源模块用于向所述CC2530控制芯片、信息采集模块供电。
[0011]进一步，所述CC2530控制芯片内设有8通道12位精度的传感器，8通道通过SFR配置在CC2530控制芯片的PO接口上。
[0012]进一步，所述模拟传感器与PO接口中的管脚相连。
[0013 ] 进一步，所述模拟传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风向传感器、风速传感器和降雨量传感器。
[0014]进一步，所述温度传感器、湿度传感器、气压传感器和风向传感器分别与CC2530控制芯片上PO接口的P0_0到P0_4引脚相连。
[0015]进一步，所述风速传感器和所述降雨量传感器分别与CC2530控制芯片上PO接口的P0_5和P0_6引脚相连。
[0016]进一步，所述智能传感器通过RS485接口与所述CC2530控制芯片相连。
[0017]进一步，所述电源模块包括锂电池、电源管理电路和电压变换电路。
[0018]进一步，所述电源管理电路包括H)FMA2P853芯片和型号为LTC4054的锂电池充电芯片。
[0019]进一步，所述电压变换电路包括一片GS3406芯片和一片ME2108A50PG芯片。
[0020]本实用新型所达到的有益技术效果:本实用新型提供的一种基于无线传感网的气象信息采集装置，为一种分布式和网络型结构的自动气象站无线传感网观测节点，与传统的地面气象站监测相比，基于无线传感器网络的气象观测节点通过低功耗运行和多跳传输形成一个气象数据采集网络，能够在缺乏市电供电、通信基站的艰苦地区进行气象数据的采集和传输，弥补传统自动气象站应用环境受限的缺点。
【附图说明】
[0021 ]图1本实用新型组成部件及各部件连接关系示意图；
[0022]图2电源模块电路图。
【具体实施方式】
[0023]为了能更好的了解本发明的技术特征、技术内容及其达到的技术效果，现将本发明的附图结合实施例进行更详细的说明。
[0024]下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。
[0025]如图1所示，本实用新型提供一种基于无线传感网的气象信息采集装置，包括CC2530控制芯片、信息采集模块和电源模块;所述CC2530控制芯片包括8051CPU处理器、射频收发器和A/D转换器，所述信息采集模块与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器、射频收发器与所述8051CPU处理器相连;所述信息采集模块包括模拟传感器和智能传感器，用于采集气象信息并发送给CC2530控制芯片;所述电源模块用于向所述CC2530控制芯片、信息采集模块供电。
[0026]所述CC2530控制芯片内设有8通道12位精度的传感器，8通道通过SFR配置在CC2530控制芯片的PO接口上。所述模拟传感器经电压信号调理芯片调理后与PO接口中的管脚相连。PO接口中的P0_0到P0_4引脚配置为ADC通道，分别连接模拟传感器中的温度传感器、湿度传感器、气压传感器和风向传感器;PO接口的P0_5和P0_6引脚为外部中断输入引脚，用于连接模拟传感器中的风速传感器和所述降雨量传感器;所述智能传感器通过RS485接口与所述CC2530控制芯片相连，RS485接口使用一片MAX3485芯片完成电平的转换。
[0027]如图2所示，所述电源模块包括锂电池、电源管理电路和电压变换电路。
[0028]所述电源管理电路包括H)FMA2P853芯片和型号为LTC4054的锂电池充电芯片:锂电池充电芯片能够在USB供电的情况下工作，供电电压为4.2V，充电电流由单个外接电阻控制，当达到浮充电压4.2V、充电电流降至设定值的1/10时，锂电池充电芯片自动终止充电周期，当输入电源中断时锂电池充电芯片自动进入超低电流状态，电池消耗电流小于2uA，锂电池充电芯片进入关闭状态后电源电流降至25UAADFMA2P853芯片集成了一个MOS管和一个二极管，最大支持IA的电流通过。当有外接电源对锂电池充电时，FDFMA2P853控制外接电源直接对系统供电。
[0029]锂电池的输出电压约为3.7V，不符合CC2530控制芯片和信息采集模块的工作电压，为了满足系统的电压需求，电压变换电路使用了一片GS3406芯片和一片ME2108A50PG芯片，分别变换出5V电压和3.3V电压。
[0030]以上已以较佳实施例公布了本实用新型，然其并非用以限制本实用新型，凡采取等同替换或等效变换的方案所获得的技术方案，均落在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:包括CC2530控制芯片、信息采集模块和电源模块;所述CC2530控制芯片包括8051CPU处理器、射频收发器和A/D转换器，所述信息采集模块与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器、射频收发器与所述8051CPU处理器相连；所述信息采集模块包括模拟传感器和智能传感器，用于采集气象信息并发送给CC2530控制芯片;所述电源模块用于向所述CC2530控制芯片、信息采集模块供电。2.根据权利要求1所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述CC2530控制芯片内设有8通道12位精度的传感器，8通道通过SFR配置在CC2530控制芯片的PO接口上。3.根据权利要求2所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述模拟传感器与PO接口中的管脚相连。4.根据权利要求1所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述模拟传感器包括温度传感器、湿度传感器、气压传感器、风向传感器、风速传感器和降雨量传感器。5.根据权利要求4所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述温度传感器、湿度传感器、气压传感器和风向传感器分别与CC2530控制芯片上PO接口的P0_0到P0_4引脚相连。6.根据权利要求4所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述风速传感器和所述降雨量传感器分别与CC2530控制芯片上PO接口的P0_5和P0_6引脚相连。7.根据权利要求1所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述智能传感器通过RS485接口与所述CC2530控制芯片相连。8.根据权利要求1所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述电源模块包括锂电池、电源管理电路和电压变换电路。9.根据权利要求8所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述电源管理电路包括FDFMA2P853芯片和型号为LTC4054的锂电池充电芯片。10.根据权利要求8所述的基于无线传感网的气象信息采集装置，其特征在于:所述电压变换电路包括一片GS3406芯片和一片ME2108A50PG芯片。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于无线传感网的气象信息采集装置，包括CC2530控制芯片、信息采集模块和电源模块；所述CC2530控制芯片包括8051CPU处理器、射频收发器和A/D转换器，所述信息采集模块与所述A/D转换器相连，所述A/D转换器、射频收发器与所述8051CPU处理器相连；所述信息采集模块包括模拟传感器和智能传感器，用于采集气象信息并发送给CC2530控制芯片；所述电源模块用于向所述CC2530控制芯片、信息采集模块供电。该装置能够快速准确地进行气象数据的采集和传输，弥补传统自动气象站应用环境受限的缺点。
【IPC分类】G01W1/02
【公开号】CN205353385
【申请号】CN201620066943
【发明人】周杰, 蔡世清, 周静
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月22日