专利名称：无线传感器网络数字温度节点模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种基于温度检测的无线传感器网络数字温度节点模块，属于电子测控领域。
背景技术：
随着计算机与信息技术在农业上的广泛应用，精准农业控制可以极大地节约各种原料的投入，大大降低生产成本，提高土地的收益率，同时十分有利于环境保护。精准农业前提就是农业环境信息的精确获得，如光照、温度、湿度等信息的采集。无线传感器网络数字温度节点模块通过实时测量环境中的温度信息，传送给信息中心收集和处理，为农作物提供一最佳的生长环境，促进农作物的产量提供准确的、科学的依据。目前温度信息监测在农业大棚、粮仓、食品仓库等方面应用越来越广泛，随之而来对成本、精确度、操作简便性等要求也越来越高。一方面要求温度传感器采集精度要高、速度要快，另一方面要求操作简便、信息传输快，所以采用无线传感器网络设计一种低成本、 低功耗数字温度节点模块是最佳选择。
发明内容本实用新型为解决农业大棚、粮仓温度检测的问题提出的一种无线传感器网络数字温度节点模块。本实用新型采用如下技术方案一种无线传感器网络数字温度节点模块，其特征在于包括电源电路1、单片机电路2、数字温度传感器电路3和射频电路4，其中电源电路 1的输出端分别接单片机电路2、数字温度传感器电路3和射频电路4的电源输入端，数字温度传感器电路3的信号输出端接单片机电路2的信号输入端，单片机电路2的信号输出端通过射频电路4发送采集的温度信息。本实用新型使用单片机技术、射频技术、无线传感器网络技术来监测农业大棚，对环境的温度信息进行自动采集并处理数据，通过无线方式发送数据至汇聚节点，反应速度快，功耗低，测温准确、测温范围宽、体积小、控制方便、使用成本低等优点。
图1是本实用新型的结构框图。图2是本实用新型的电路原理图。
具体实施方式
如图1所示，无线传感器网络数字温度节点模块包括电源电路1、单片机电路2、数字温度传感器电路3和射频电路4，其中电源电路1的输出端分别接单片机电路2、数字温度传感器电路3和射频电路4的电源输入端，数字温度传感器电路3的信号输出端接单片机电路2的信号输入端，单片机电路2的信号输入、输出端分别接射频电路的信号输出、输入端，单片机电路2通过射频电路4发送采集的温度信息。电源电路1包括一个3. 3V的干电池。单片机电路2包含一个微控制器Ul (型号MSP430F149)、一个JTAG调试电路和一个复位电路，数字温度传感器电路3包含一数字温度传感器U2 (型号DS18B20)，射频电路4包含一个射频芯片U3(型号CC1000)及其外部电路。如图2所示，电源电路1的3. 3V干电池首先经过一个二极管Dl (型号IN4007) 降压，然后通过一个电容C3(型号10uf)滤波后，一端VCC_SYS2接到微控制器U1、射频芯片U3的模拟电源输入端，另外一端VCC_SYS1通过一个电阻Rl (型号0欧姆)输出为微控制器U1、、数字温度传感器U2和射频芯片U3的数字电源输入供电。温度传感器U2的输出端DQ和微控制器Ul的Pl. 0端连接。单片机电路2中复位电路输出端与微控制器Ul的/ RST端连接JTAG电路由微控制器Ul的/RST、TCK、TMS、TDI和TDO端口分别与JTAG 口 U4 的11、7、5、3、1引脚相连，用于下载程序和在线调试。射频芯片U3的DIO、DCLK、PCLK、PDATA 和PALE端口分别和微控制器Ul的P4. 6、P5. 4、P5. 3、P5. 1、P5. 0端口连接，接收单片机处理后的温度数据。射频电路4外围的电路还包括由晶振Y1、电容C9、C10组成的时钟电路， 由电阻R7、电容Cll组成的RC滤波电路，由电容C12、C13、C14、C15、C16组成的模拟电源去耦电容，电容C17、C18构成的数字电源去耦电容。由电感Ll作为压控器VCO的起振元件， 由电感L2、电容C19、C20、C22构成发射路径的LC滤波电路，由电感L3、L4、电容C21、C23 构成接收路径的LC滤波电路。射频芯片经过发射和接收路径LC滤波电路后与天线连接， 与汇聚节点进行无线通信传输数据。本实用新型无线传感器网络数字温度节点模块采用干电池供电，使用高性能的单片机技术、射频技术和无线传感器网络技术。采用3节5号可充电电池产生工作电源，通过温度传感器DS18B20构成单线温度检测电路，通过嵌入式微控制器MSP430F149监测、采集和处理温度信息，并将处理后的温度数据输出给射频芯片CC1000 ；射频芯片通过天线，将温度数据以无线方式发送给汇聚节点。
权利要求1.一种无线传感器网络数字温度节点模块，其特征在于包括电源电路(1)、单片机电路(2)、数字温度传感器电路(3)和射频电路(4)，其中电源电路(1)的输出端分别接单片机电路(2)、数字温度传感器电路(3)和射频电路(4)的电源输入端，数字温度传感器电路 (3)的信号输出端接单片机电路(2)的信号输入端，单片机电路(2)的信号输出端通过射频电路(4)发送采集的温度信息。
2.根据权利要求1所述无线传感器网络数字温度节点模块，其特征在于电源电路(1) 包括一个3. 3V的干电池。
3.根据权利要求1或2所述无线传感器网络数字温度节点模块，其特征在于单片机电路(2)包含一个微控制器(Ul)、一个JTAG调试电路和一个复位电路，数字温度传感器电路(3)包含一个数字温度传感器U2，射频电路(4)包含一个射频芯片(U3)及其外部电路，数字温度传感器电路(3)的输出信号端DQ与微控制器(Ul)的Pl. 0端连接，单片机电路(2) 中复位电路输出端与微控制器(Ul)的/RST端连接，微控制器(Ul)的/RST，TCK、TMS、TDI 和TDO端口分别与JTAG 口(U4)的11、7、5、3、1引脚相连。
4.根据权利要求3所述的无线传感器网络数字温度节点模块，其特征在于射频芯片 (U3)的 DI0、DCLK、PCLK、PDATA 禾口 PALE 端口分别和微控制器(Ul)的 P4. 6、Ρ5· 4、Ρ5· 3、Ρ5· 1、 Ρ5. 0端口连接。
专利摘要本实用新型公开一种无线传感器网络数字温度节点模块，属于电子测控领域。其主要包括电源电路、数字温度传感器电路、单片机电路、射频电路。其中电源电路的输出端分别连接数字温度传感器电路、单片机电路、射频电路的电源输入端，数字温度传感器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。该实用新型采用干电池供电，用无线传输取代了有线连接，具有良好的扩展性，安装简便，功耗低，测温准确、测温范围宽、体积小、控制方便、使用成本低等优点。
文档编号G08C17/02GK202275505SQ20112040367
公开日2012年6月13日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者严妍, 严锡君, 孟祥薇, 崔盈雪, 张洪学, 张腾宇, 李亚东 申请人:河海大学