本发明涉及一种zigbee无线传感节点，尤其涉及一种可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点，其既可配接现场模拟指示仪表，又可配接现场数字指示仪表，并具有多参数的特点。
背景技术：
随着物联网及大数据技术的发展与应用推广，如液位(水位、油位)、温度、压力等关键数据，除了需要现场测量控制外，更需要通过物联网进行远程监控及数据采集。目前这些参数接入物联网的方式是在现有测控仪表的基础上，通过专用的物联网数据采集模块进行采集，这种方式不仅增加了系统的成本，同时降低了系统的可靠性。
技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题，提供一种可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点，是一种具有测量、控制、显示及无线传输的一体化zigbee无线传感节点，具有现场数字指示或模拟指示功能，可对液位、温度、压力、转速等多种参数进行测量控制及无线传输，有效降低系统成本，提高系统可靠性。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括v级电压信号调理单元、mv级电压及ma级电流信号调理单元、热电偶温度补偿单元、电阻信号调理单元、多路信号选择单元、ad转换单元、继电器控制单元、zigbee片上系统单元、射频单元和电阻信号输出单元及为整个zigbee无线传感节点提供工作电压的电源单元，v级电压信号调理单元、mv级电压及ma级电流信号调理单元、热电偶温度补偿单元及电阻信号调理单元的输出端分别和多路信号选择单元的输入端相连，多路信号选择单元的输出端和ad转换单元的输入端相连，多路信号选择单元、ad转换单元、继电器控制单元、射频单元及电阻信号输出单元分别和zigbee片上系统单元相连。各调理单元连接相应传感器，各调理单元的输出信号经多路信号选择单元选择，输出信号给ad转换单元，经ad转换再输送给zigbee片上系统单元，经zigbee片上系统单元处理后输出pwm信号给电阻信号输出单元，电阻信号输出单元接电阻式模拟指示仪表，用于现场指示。zigbee片上系统单元将采集到的信号经射频单元发送出去，实现无线传输。同时zigbee片上系统单元经过分析和处理，需要时会发出控制信号给继电器控制单元，以驱动相应的继电器，控制相关信号的通断。本发明是一种具有测量、控制、显示及无线传输的一体化zigbee无线传感节点，具有现场数字指示或模拟指示功能，可对液位、温度、压力、转速等多种参数进行测量控制及无线传输，有效降低系统成本，提高系统可靠性。
作为优选，所述的zigbee片上系统单元包括zigbee片上系统芯片u81，zigbee片上系统芯片u81采用cc2530片上系统；所述的多路信号选择单元包括多路选择模拟开关芯片u22，多路选择模拟开关芯片u22采用cd4051开关芯片；所述的ad转换单元包括ad转换芯片u23，ad转换芯片u23采用tm7707ad转换器；zigbee片上系统芯片u81的1～4脚接地，zigbee片上系统芯片u81的7脚、6脚、5脚分别和多路选择模拟开关芯片u22的11脚、10脚、9脚相连，zigbee片上系统芯片u81的10脚即接电压vdd又经电容c812接地，zigbee片上系统芯片u81的12脚、13脚、14脚、15脚分别和ad转换芯片u23的12脚、13脚、14脚、1脚相连，zigbee片上系统芯片u81的21脚即接电压vdd又经电容c810接地，zigbee片上系统芯片u81的20脚即经电阻r82接电压vdd又经电容c811接地，zigbee片上系统芯片u81的22脚和23脚之间连接有晶振y81，晶振y81的两端分别经电容c88、电容c89接地，zigbee片上系统芯片u81的24脚即接电压vdd又经电容c87接地，zigbee片上系统芯片u81的27脚、28脚、29脚均接电压vdd，zigbee片上系统芯片u81的29脚和接地端之间连接有电容c85和电容c86，zigbee片上系统芯片u81的30脚经电阻r81接地，zigbee片上系统芯片u81的31脚即接电压vdd又经电容c84接地，zigbee片上系统芯片u81的39脚即接电压vdd又经电容c83接地，zigbee片上系统芯片u81的40脚经电容c82接地；多路选择模拟开关芯片u22的13脚、12脚、1脚分别和所述的v级电压信号调理单元、热电偶温度补偿单元、电阻信号调理单元的输出端相连，多路选择模拟开关芯片u22的14脚、15脚分别和mv级电压及ma级电流信号调理单元的两个输出端相连，多路选择模拟开关芯片u22的6脚～8脚均接地，多路选择模拟开关芯片u22的16脚既接+5v电压又经电容c24接地，多路选择模拟开关芯片u22的3脚和ad转换芯片u23的7脚相连，ad转换芯片u23的8脚及9脚接sgnd，ad转换芯片u23的15脚既接+5v电压又经电容c25和电容c26的并联电路接地，ad转换芯片u23的16脚、10脚、4脚均接地，ad转换芯片u23的2脚和3脚间连接有晶振y21，ad转换芯片u23的5脚接+5v电压。结构合理，实现方便，控制灵活，可靠性高。
作为优选，所述的射频单元包括电感l82、电感l83和接口smb1；所述的zigbee片上系统芯片u81的26脚经电容c813和电感l82的一端相连，zigbee片上系统芯片u81的25脚经电容c814和电容c816的一端相连，电感l82的另一端和电容c816的另一端相连并经电容c817和接口smb1相连，接口smb1外接单极子天线，电容c813和电感l82的连接点经电容c815接地，电容c814和电容c816的连接点经电感l83接地。电感l82、电容c815、电感l83及电容c816实现差分信号转单端(即平衡不平衡转换)功能。
作为优选，所述的射频单元包括电感l82、电感l83、射频芯片u82和接口smb2，射频芯片u82采用rfx2401射频芯片；所述的zigbee片上系统芯片u81的26脚经电容c813和电感l82的一端相连，zigbee片上系统芯片u81的25脚经电容c814和电容c816的一端相连，电感l82的另一端和电容c816的另一端相连并经电容c817和射频芯片u82的4脚相连，电容c813和电感l82的连接点经电容c815接地，电容c814和电容c816的连接点经电感l83接地，射频芯片u82的5脚、6脚分别和zigbee片上系统芯片u81的33脚、32脚相连，射频芯片u82的1脚、2脚、3脚、7脚、8脚、9脚、11脚、12脚、15脚均接地，射频芯片u82的14脚即接电压vdd又经电容c819接地，射频芯片u82的16脚即接电压vdd又经电容c818接地，射频芯片u82的10脚和接口smb2相连，接口smb2外接单极子天线。rfx2401射频芯片起到功率放大作用，再通过接口smb2外接单极子天线，以增加通信距离。
作为优选，所述的可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点包括2.5v基准电压单元，2.5v基准电压单元包括稳压电源u21，稳压电源u21采用tl431稳压电源，稳压电源u21的k脚既经电阻r27接+5v电压又经电阻r28和电容c23的一端相连，电容c23的另一端接地，稳压电源u21的a脚接地，稳压电源u21的r脚和k脚相连，稳压电源u21的k脚和a脚间并联有电容c22，电阻r28和电容c23的连接点为sgnd端；
所述的v级电压信号调理单元包括电阻r21和电阻r22，电压信号输入端的一端cn1经电阻r21和电阻r22的串联电路和电压信号输入端的另一端cn2相连，电压信号输入端的另一端cn2接sgnd端，电阻r21和电阻r22的连接点与多路选择模拟开关芯片u22的13脚相连，电压信号输入端的另一端cn2和多路选择模拟开关芯片u22的5脚相连；
所述的mv级电压及ma级电流信号调理单元包括电感l21、电阻r23、电阻r24和二极管d21，电压信号输入端的一端cn3，一路经电感l21和多路选择模拟开关芯片u22的14脚相连，另一路经电阻r23接地，还有一路和二极管d21的正极相连，二极管d21的负极既和多路选择模拟开关芯片u22的15脚相连又经电阻r24和电压信号输入端的另一端cn2相连；
所述的热电偶温度补偿单元包括测量热电偶冷端温度的热敏电阻rt21，热敏电阻rt21的一端接地，热敏电阻rt21的另一端经电阻r25接sgnd端，热敏电阻rt21和电阻r25的连接点与多路选择模拟开关芯片u22的12脚相连；
所述的电阻信号调理单元包括电感l22、电阻r26和电容c21，采用三线制结构，包括电流引线l1、电流引线l3和电压引线l2，待测电阻rx的一端连接电流引线l1，经电流引线l1既和电感l22的一端相连又和电阻r26的一端相连，电阻r26的另一端接地，电感l22的另一端既和路选择模拟开关芯片u22的1脚相连又经电容c21接地，待测电阻rx的另一端既连接电流引线l3又连接电压引线l2，电压引线l2和mv电压输入端相连，电流引线l3接sgnd端。
v级电压信号调理单元适合1～5v、0～5v、0～10v等v级电压信号输出的传感器的数据采集，电压信号通过cn1、cn2二端输入。mv级电压及ma级电流信号调理单元的mv、ma信号为同一输入端，由cn3、cn2二端输入，内部分mv、ma二个通道。热电偶温度补偿单元为内部电路，无外部输入端。采用热敏电阻rt21测量热电偶的冷端温度。电阻信号调理单元，适合pt100热电阻、cu50热电阻、0-375q压力传感器三种标准的电阻形式。
作为优选，所述的继电器控制单元包括继电器j41、继电器j42和三极管q41、三极管q42，zigbee片上系统芯片u81的37脚、38脚分别和三极管q41、三极管q42的基极相连，三极管q41、三极管q42的发射极均接地，三极管q41、三极管q42的集电极分别和继电器j41、继电器j42的驱动端负端相连，继电器j41、继电器j42的驱动端正端均接+12v电压，继电器j41的两个驱动端上反并联有二极管d41，继电器j42的两个驱动端上反并联有二极管d42。
作为优选，所述的电阻信号输出单元包括pwm整形电路、滤波电路、合成电阻输出电路和跟随器；pwm整形电路包括电阻r56、电阻r56和三极管q52；滤波电路包括电阻r54、电阻r55、电容c53和电容c54；合成电阻输出电路包括运放u52b、三极管q51和电阻r51；跟随器包括运放u51a和运放u51c；所述的zigbee片上系统单元输出的pwm信号经电阻r56和三极管q52的基极相连，三极管q52的集电极，一路经电阻r53和运放u51a的输出端相连，另一路经电阻r54和电阻r55的串联电路与运放u51c的同相输入端相连，电阻r55的两端分别经电容c53、电容c54接地，运放u51a的反相输入端和运放u51a的输出端相连，运放u51a的同相输入端和三极管q51的集电极相连，运放u51c的反相输入端和运放u51c的输出端相连，运放u51c的输出端经电阻r57和运放u52b的同相输入端相连，运放u52b的同相输入端经电阻r58和电容c55的并联电路接地，运放u52b的反相输入端和三极管q51的发射极相连，运放u52b的输出端经电阻r52和三极管q51的基极相连，三极管q51的发射极经电阻r51接地，三极管q51的集电极既和二极管d51的负极相连又和电解电容c56的正极相连，二极管d51的正极、电解电容c56的负极均和三极管q51的发射极相连，三极管q51的集电极输出信号rout，信号rout接电阻式模拟指示仪表。电阻信号输出单元用于配接电阻式模拟指示仪表。干簧管电阻式液位、滑线电阻式液位、热敏电阻等传感器的输入信号，经调理、ad转换及cc2530片上系统采集处理后，变换成相应的pwm信号，由zigbee片上系统单元输出，并经电阻r56加到三极管q52的基极。合成电阻由信号rout端输出给电阻式模拟指示仪表。
作为优选，所述的可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点包括脉冲信号调理单元，脉冲信号调理单元包括三极管q31，直流脉冲输入端cn5，一路经电阻r31接+5v电压，另一路和二极管d31的正极相连，还有一路经电容c31接地，交流脉冲输入端cn6，一路和二极管d31的负极相连，另一路经电容c32接地，二极管d31的正极经电阻r32和二极管d32的正极相连，二极管d32的负极和三极管q31的基极相连，三极管q31的基极既经电容c33接地又和二极管d33的负极相连，二极管d33的正极接地，三极管q31的发射极接地，三极管q31的集电极，一路经电阻r33接+3.3v电压，另一路经电容c34接地，还有一路和所述的zigbee片上系统单元相连。直流脉冲输入端cn5，可配接开漏输出的霍尔及光电等测速传感器。交流脉冲输入端cn6，可配接磁电式测速传感器。
作为优选，所述的可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点包括键盘显示电路，键盘显示电路包括led驱动芯片u63、四位一体共阴数码管u61、三位一体共阴数码管u62、七个led发光管d61～d67和四个按键k61～k64，led驱动芯片u63采用tm1628驱动芯片；led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别和所述的zigbee片上系统芯片u81的11脚、9脚、8脚相连，led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别经电阻r61、电阻r62、电阻r63接+3.3v电压，led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别经电容c61、电容c62、电容c63接地，led驱动芯片u63的5脚和按键k61～按键k64的一端相连，按键k61～按键k64的另一端分别和led驱动芯片u63的8脚～11脚相连，led驱动芯片u63的8脚～15脚分别和四位一体共阴数码管u61及三位一体共阴数码管u62的11脚、7脚、4脚、2脚、1脚、10脚、5脚、3脚相连，led驱动芯片u63的27脚、26脚、24脚、23脚、20脚、19脚、18脚分别和四位一体共阴数码管u61的12脚、9脚、8脚及6脚、三位一体共阴数码管u62的12脚、9脚及8脚相连，led驱动芯片u63的27脚、26脚、24脚、23脚、20脚、19脚、18脚又分别和led发光管d61～led发光管d67的负极相连，led发光管d61～led发光管d67的正极均和led驱动芯片u63的16脚相连，led驱动芯片u63的7脚、21脚均接+3.3v电压，led驱动芯片u63的22脚、25脚、28脚均接地。键盘显示电路用于现场设置和显示，tm1628驱动芯片是一种带键盘扫描接口的led(发光二极管显示器)驱动控制专用芯片。7个数码管及7个led发光管采用动态扫描的电路形式。4个按键用于现场参数设置，分别是“设置、移位、加1、减1”键。如果选择模拟仪表指示方式，则可以不带此“键盘显示电路”，相关参数可通过无线网络进行设置。
作为优选，所述的可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点包括rs485接口电路，rs485接口电路和所述的zigbee片上系统单元相连。rs485接口电路主要用于带rs485接口的各类传感器数据采集，无线传感节点可以接入现场rs485总线，进行传感器数据的无线透传，实现传感器数据远程数据采集。
本发明的有益效果是：本发明是一种具有测量、控制、显示及无线传输的一体化zigbee无线传感节点，具有现场数字指示或模拟指示功能，可对液位、温度、压力、转速等多种参数进行测量控制及无线传输，有效降低系统成本，提高系统可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构框图。
图2是本发明中电源单元的一种电路原理图。
图3是本发明中各信号调理单元及多路信号选择单元、ad转换单元的一种电路原理图。
图4是本发明中zigbee片上系统单元和射频单元的一种电路原理图。
图5是本发明中脉冲信号调理单元的一种电路原理图。
图6是本发明中继电器控制单元的一种电路原理图。
图7是本发明中电阻信号输出单元的一种电路原理图。
图8是本发明中键盘显示电路的一种电路原理图。
图9是本发明中射频单元的另一种电路原理图。
图中1.v级电压信号调理单元，2.mv级电压及ma级电流信号调理单元，3.热电偶温度补偿单元，4.电阻信号调理单元，5.2.5v基准电压单元，6.多路信号选择单元，7.ad转换单元，8.脉冲信号调理单元，9.继电器控制单元，10.zigbee片上系统单元，11.射频单元，12.rs485接口电路，13.电阻信号输出单元，14.电源单元，15.键盘显示电路。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点，如图1所示，包括v级电压信号调理单元1、mv级电压及ma级电流信号调理单元2、热电偶温度补偿单元3、电阻信号调理单元4、2.5v基准电压单元5、多路信号选择单元6、ad转换单元7、脉冲信号调理单元8、继电器控制单元9、zigbee片上系统单元10、射频单元11、键盘显示电路15、rs485接口电路12和电阻信号输出单元13及为整个zigbee无线传感节点提供工作电压的电源单元14，v级电压信号调理单元、mv级电压及ma级电流信号调理单元、热电偶温度补偿单元及电阻信号调理单元的输出端分别和多路信号选择单元的输入端相连，多路信号选择单元的输出端和ad转换单元的输入端相连，多路信号选择单元、ad转换单元、脉冲信号调理单元、继电器控制单元、射频单元、键盘显示电路、rs485接口电路及电阻信号输出单元分别和zigbee片上系统单元相连。
如图2所示，电源单元采用dc12v供电，负载能力大于500ma，二极管d11为12v电源反接保护二极管。稳压芯片u11采用tel42666稳压芯片，为5v/150ma低压差、低功耗电源稳压芯片，主要为各信号调理单元提供+5v的工作电压。稳压芯片u12采用78l09稳压芯片，为9v/100ma稳压芯片，主要为连接模拟指示仪表用的电阻信号输出单元提供+9v的工作电压。稳压芯片u13采用mp1470稳压芯片，为3.3v/2a高效率、同步降压型dc-dc稳压芯片，主要为zigbee片上系统单元等电路提供+3.3v的工作电压。
如图3、图4所示，zigbee片上系统单元包括zigbee片上系统芯片u81，zigbee片上系统芯片u81采用cc2530片上系统；多路信号选择单元包括多路选择模拟开关芯片u22，多路选择模拟开关芯片u22采用cd4051开关芯片；ad转换单元包括ad转换芯片u23，ad转换芯片u23采用tm7707ad转换器。
2.5v基准电压单元包括稳压电源u21，稳压电源u21采用tl431稳压电源，稳压电源u21的k脚既经电阻r27接+5v电压又经电阻r28和电容c23的一端相连，电容c23的另一端接地，稳压电源u21的a脚接地，稳压电源u21的r脚和k脚相连，稳压电源u21的k脚和a脚间并联有电容c22，电阻r28和电容c23的连接点为sgnd端。
v级电压信号调理单元包括电阻r21和电阻r22，电压信号输入端的一端cn1经电阻r21和电阻r22的串联电路和电压信号输入端的另一端cn2相连，电压信号输入端的另一端cn2接sgnd端，电阻r21和电阻r22的连接点与多路选择模拟开关芯片u22的13脚相连，电压信号输入端的另一端cn2和多路选择模拟开关芯片u22的5脚相连。
mv级电压及ma级电流信号调理单元包括电感l21、电阻r23、电阻r24和二极管d21，电压信号输入端的一端cn3，一路经电感l21和多路选择模拟开关芯片u22的14脚相连，另一路经电阻r23接地，还有一路和二极管d21的正极相连，二极管d21的负极既和多路选择模拟开关芯片u22的15脚相连又经电阻r24和电压信号输入端的另一端cn2相连。
热电偶温度补偿单元包括测量热电偶冷端温度的热敏电阻rt21，热敏电阻rt21的一端接地，热敏电阻rt21的另一端经电阻r25接sgnd端，热敏电阻rt21和电阻r25的连接点与多路选择模拟开关芯片u22的12脚相连。
电阻信号调理单元包括电感l22、电阻r26和电容c21，采用三线制结构，包括电流引线l1、电流引线l3和电压引线l2，待测电阻rx的一端连接电流引线l1，经电流引线l1既和电感l22的一端相连又和电阻r26的一端相连，电阻r26的另一端接地，电感l22的另一端既和路选择模拟开关芯片u22的1脚相连又经电容c21接地，待测电阻rx的另一端既连接电流引线l3又连接电压引线l2，电压引线l2和mv电压输入端相连，电流引线l3接sgnd端。
多路选择模拟开关芯片u22的11脚、10脚、9脚分别和zigbee片上系统芯片u81的7脚、6脚、5脚相连，多路选择模拟开关芯片u22的6脚～8脚均接地，多路选择模拟开关芯片u22的16脚既接+5v电压又经电容c24接地，多路选择模拟开关芯片u22的3脚和ad转换芯片u23的7脚相连，ad转换芯片u23的8脚及9脚接sgnd，ad转换芯片u23的15脚既接+5v电压又经电容c25和电容c26的并联电路接地，ad转换芯片u23的16脚、10脚、4脚均接地，ad转换芯片u23的2脚和3脚间连接有晶振y21，ad转换芯片u23的5脚接+5v电压，ad转换芯片u23的12脚、13脚、14脚、1脚分别和zigbee片上系统芯片u81的12脚、13脚、14脚、15脚相连。
zigbee片上系统芯片u81的1～4脚接地，zigbee片上系统芯片u81的10脚即接电压vdd又经电容c812接地，zigbee片上系统芯片u81的21脚即接电压vdd又经电容c810接地，zigbee片上系统芯片u81的20脚即经电阻r82接电压vdd又经电容c811接地，zigbee片上系统芯片u81的22脚和23脚之间连接有晶振y81，晶振y81的两端分别经电容c88、电容c89接地，zigbee片上系统芯片u81的24脚即接电压vdd又经电容c87接地，zigbee片上系统芯片u81的27脚、28脚、29脚均接电压vdd，zigbee片上系统芯片u81的29脚和接地端之间连接有电容c85和电容c86，zigbee片上系统芯片u81的30脚经电阻r81接地，zigbee片上系统芯片u81的31脚即接电压vdd又经电容c84接地，zigbee片上系统芯片u81的39脚即接电压vdd又经电容c83接地，zigbee片上系统芯片u81的40脚经电容c82接地。射频单元包括电感l82、电感l83和接口smb1；zigbee片上系统芯片u81的26脚经电容c813和电感l82的一端相连，zigbee片上系统芯片u81的25脚经电容c814和电容c816的一端相连，电感l82的另一端和电容c816的另一端相连并经电容c817和接口smb1相连，接口smb1外接单极子天线，电容c813和电感l82的连接点经电容c815接地，电容c814和电容c816的连接点经电感l83接地。
如图5所示，脉冲信号调理单元包括三极管q31，直流脉冲输入端cn5，一路经电阻r31接+5v电压，另一路和二极管d31的正极相连，还有一路经电容c31接地，交流脉冲输入端cn6，一路和二极管d31的负极相连，另一路经电容c32接地，二极管d31的正极经电阻r32和二极管d32的正极相连，二极管d32的负极和三极管q31的基极相连，三极管q31的基极既经电容c33接地又和二极管d33的负极相连，二极管d33的正极接地，三极管q31的发射极接地，三极管q31的集电极，一路经电阻r33接+3.3v电压，另一路经电容c34接地，还有一路和zigbee片上系统芯片u81的19脚相连。
如图6所示，继电器控制单元包括继电器j41、继电器j42和三极管q41、三极管q42，zigbee片上系统芯片u81的37脚、38脚分别和三极管q41、三极管q42的基极相连，三极管q41、三极管q42的发射极均接地，三极管q41、三极管q42的集电极分别和继电器j41、继电器j42的驱动端负端相连，继电器j41、继电器j42的驱动端正端均接+12v电压，继电器j41的两个驱动端上反并联有二极管d41，继电器j42的两个驱动端上反并联有二极管d42。
如图7所示，电阻信号输出单元包括pwm整形电路、滤波电路、合成电阻输出电路和跟随器；pwm整形电路包括电阻r56、电阻r56和三极管q52；滤波电路包括电阻r54、电阻r55、电容c53和电容c54；合成电阻输出电路包括运放u52b、三极管q51和电阻r51；跟随器包括运放u51a和运放u51c。zigbee片上系统芯片u81的36脚输出的pwm信号经电阻r56和三极管q52的基极相连，三极管q52的集电极，一路经电阻r53和运放u51a的输出端相连，另一路经电阻r54和电阻r55的串联电路与运放u51c的同相输入端相连，电阻r55的两端分别经电容c53、电容c54接地，运放u51a的反相输入端和运放u51a的输出端相连，运放u51a的同相输入端和三极管q51的集电极相连，运放u51c的反相输入端和运放u51c的输出端相连，运放u51c的输出端经电阻r57和运放u52b的同相输入端相连，运放u52b的同相输入端经电阻r58和电容c55的并联电路接地，运放u52b的反相输入端和三极管q51的发射极相连，运放u52b的输出端经电阻r52和三极管q51的基极相连，三极管q51的发射极经电阻r51接地，三极管q51的集电极既和二极管d51的负极相连又和电解电容c56的正极相连，二极管d51的正极、电解电容c56的负极均和三极管q51的发射极相连，三极管q51的集电极输出信号rout，信号rout接现场电阻式模拟指示仪表。
如图8所示，键盘显示电路包括led驱动芯片u63、四位一体共阴数码管u61、三位一体共阴数码管u62、七个led发光管d61～d67和四个按键k61～k64，led驱动芯片u63采用tm1628驱动芯片；led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别和所述的zigbee片上系统芯片u81的11脚、9脚、8脚相连，led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别经电阻r61、电阻r62、电阻r63接+3.3v电压，led驱动芯片u63的2脚、3脚、4脚分别经电容c61、电容c62、电容c63接地，led驱动芯片u63的5脚和按键k61～按键k64的一端相连，按键k61～按键k64的另一端分别和led驱动芯片u63的8脚～11脚相连，led驱动芯片u63的8脚～15脚分别和四位一体共阴数码管u61及三位一体共阴数码管u62的11脚、7脚、4脚、2脚、1脚、10脚、5脚、3脚相连，led驱动芯片u63的27脚、26脚、24脚、23脚、20脚、19脚、18脚分别和四位一体共阴数码管u61的12脚、9脚、8脚及6脚、三位一体共阴数码管u62的12脚、9脚及8脚相连，led驱动芯片u63的27脚、26脚、24脚、23脚、20脚、19脚、18脚又分别和led发光管d61～led发光管d67的负极相连，led发光管d61～led发光管d67的正极均和led驱动芯片u63的16脚相连，led驱动芯片u63的7脚、21脚均接+3.3v电压，led驱动芯片u63的22脚、25脚、28脚均接地。
工作过程：
v级电压信号调理单元：适合1～5v、0～5v、0～10v等v级电压信号输出的传感器的数据采集。电压信号通过cn1、cn2(sgnd)二端输入，经电阻r21、电阻r22分压后，加到多路选择模拟开关芯片u22的通道0输入端(cd4051芯片的13脚)，通过cd4051芯片选择后再加到ad转换芯片u23的ain+及ain-(tm7707芯片的7脚和8脚)。
mv级电压及ma级电流信号调理单元：mv、ma信号为同一输入端，由cn3、cn2(sgnd)二端输入，内部分mv、ma二个通道。
(1)mv信号调理：cn3、cn2二端输入mv信号时，由于mv通道的输入电压低于二极管d21的正向导通电压，故二极管d21截止。mv信号通过电感l21滤波后直接加到多路选择模拟开关芯片u22的通道1输入端(cd4051芯片的14脚)，通过cd4051芯片选择后加到ad转换芯片u23的ain+及ain-(tm7707芯片的7脚和8脚)。mv信号的最大值不超过二极管d21的正向导通电压，如600mv，并不超过tm7707芯片a/d测量范围，如tm7707选择16倍增益，则mv信号最大值不能超过2.5v/16约150mv。mv信号适合电热偶负电压信号的采集，当电热偶在0℃以下输入的是负电压信号，即输入信号相对于sgnd是负电压信号，而由于sgnd端比gnd端高2.5v，负mv信号相对于gnd为正电压信号，仍能通过mv电压信号调理电路及后级cd4051电子开关。mv信号通过电阻r23(mω级)接gnd，因此当mv信号开路时，cn3、cn2两端为-2.5v信号，此电压信号可以作为mv端开路信号，如可用于热电偶断线检测。
(2)ma信号调理：适合4～20ma或更广范围的ma信号。ma信号与mv信号为同一输入端，通过二极管d21、电阻r24到cn2(sgnd)端形成回路，ma信号通过电阻r24转换成电压信号，并加到多路选择模拟开关芯片u22的通道2输入端(cd4051芯片的15脚)，通过cd4051芯片选择后加到ad转换芯片u23的ain+及ain-(tm7707芯片的7脚和8脚)。
热电偶温度补偿单元：为内部电路，无外部输入端。采用热敏电阻rt21测量热电偶的冷端温度，sgnd对地电压(2.5v基准电压)经热敏电阻rt21和电阻r25分压后(相对于sgnd为负电压输入)，加到多路选择模拟开关芯片u22的通道3输入端(cd4051芯片的12脚)，通过cd4051芯片选择后加到ad转换芯片u23的ain+及ain-(tm7707芯片的7脚和8脚)。当选择热电偶信号为输入信号时，cd4051芯片选择通道1、通道3间隔切换，进行二次电压测量，进行温度补偿，切换周期优选为400ms。
电阻信号调理单元：适合pt100热电阻、cu50热电阻、0-375ω压力传感器三种标准的电阻形式。调整电阻r26可适用簧管电阻式液位、滑线电阻式液位、热敏电阻等其它电阻式传感器。电流引线l1、电流引线l3和电压引线l2可采用同规格、等长度引线。通过cn4、cn3、cn2(sgnd)三端输入，其中cn3端为mv信号输入通道，通过多路选择模拟开关芯片u22通道1输入(cd4051芯片的14脚)，通过测量cn3、cn2端的mv值，可以测出电流引线l3的引线压降(同规格、等长度时电流引线l1和电流引线l3的引线压降相等)，便可消除电流引线l1及电流引线l3的引线电阻影响。被测电阻rx和电阻r26构成了串联分压线路，将sgnd端与gnd之间的2.5v基准电压分压后，通过电感l22和电容c21滤波后加到多路选择模拟开关芯片u22通道4输入端(cd4051芯片的1脚)，通过cd4051芯片选择后加到ad转换芯片u23的ain+及ain-(tm7707芯片的7脚和8脚)，实现电阻到电压的测量转换。测量时，cd4051芯片选择通道4、通道1间隔切换，进行二次电压测量，进行引线电压补偿，切换周期优选400ms。
2.5v基准电压单元：+5v电压经电阻r27加到稳压电源u21，tl431稳压电源为固定电压输出方式，a、k两端的电压为2.5v。作为sgnd信号地的cn2端通过电阻r28(取值1ω，很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制)的小电阻与tl431稳压电源的k端相连。sgnd与gnd之间电压即为2.5v基准电压，便于电子开关传输热电偶的±mv级信号。sgnd与gnd之间的2.5v电压可作a/d的基准电压。以sgnd为参考端的输入信号的传感器工作电源，必须与gnd之间隔离。
多路信号选择单元：采用cd4051数字信号控制的多路调制/选择模拟开关，具有低导通电阻和低关态漏电流，由+5v电压供电，数字控制信号电压范围为3～15v，其a、b、c选择信号由cc2530片上系统的3.3v电平控制，选择信号输出(cd4051芯片的3脚)接ad转换芯片u23。ad转换芯片u23采用tm7707双通道全差分模拟输入ad转换器。
脉冲信号调理单元：直流脉冲输入端cn5，可配接开漏输出的霍尔及光电等测速传感器。直流脉冲信号经电阻r32、二极管d32加到三极管q31的基极，三极管q31的集电极经电阻r33上拉接+3.3v电平，3.3v电平经三极管q31整形后，由其集电极输出3.3v电平的脉冲信号加到cc2530片上系统的19脚。交流脉冲输入端cn6，可配接磁电式测速传感器。交流脉冲为正脉冲，且幅值低于5v时，二极管d31导通，当a点电平高于二极管d32、三极管q31导通压降时，三极管q31导通。当正脉冲幅值较高时，三极管d31截止，+5v电压仍可使二极管d32、三极管q31导通。当交流脉冲为负脉冲时，二极管d31导通，a点为低电平，二极管d32及三极管q31截止。交流脉冲经三极管q31整形后，同样由其集电极输出3.3v电平的脉冲信号加到cc2530片上系统的19脚。二极管d32、二极管d33用于防负脉冲时三极管q31的be端反向击穿。脉冲信号传感器的电源地可以与gnd端共地。
继电器控制单元：继电器j41、继电器j42各输出一对常开、常闭触点。由cc2530片上系统的37脚、38脚输出控制信号，经三极管q41、三极管q42功率放大后驱动继电器，二极管d41、二极管d42用于继电器反电势吸收。
电阻信号输出单元：用于配接电阻式模拟指示仪表。干簧管电阻式液位、滑线电阻式液位、热敏电阻等传感器的输入信号，经调理、ad转换及cc2530片上系统采集处理后，变换成相应的pwm信号，由cc2530片上系统的36脚输出，并经电阻r56加到三极管q52的基极。pwm信号经三极管q52整形后，由电阻r54、电阻r55、电容c53和电容c54构成的二级滤波电路滤波后，作为电阻的控制信号加入到由运放u51a构成的合成电阻控制电路。合成电阻输出电路中，电阻r51为基准电阻，不同的取值，可输出不同的合成电路量程。二极管d51用于模拟仪表产生的反电势吸收，电解电容c56为滤波电容。运放u51a及运放u51c构成跟随器，其中pwm整形电路滤波后的信号，经运放u51c跟随输出，再经电阻r57和电阻r58分压后输出，改变电阻r57和电阻r58的分压比，可调整合成电阻的输出范围。合成电阻由信号rout端输出。当pwm信号的占空比为定值时，信号rout端的电压与电流的比值保持不变，输出恒定的电阻值。后级模拟仪表的电源地可以与gnd端共地。
键盘显示电路：用于现场设置和显示，tm1628驱动芯片是一种带键盘扫描接口的led(发光二极管显示器)驱动控制专用芯片。7个数码管及7个led发光管采用动态扫描的电路形式，各数码管的8个笔段分别由tm1628的seg1～seg8端驱动，7个led发光管相当于7个数码管的第9个笔段，由tm1628的seg9端驱动。4个按键用于现场参数设置，分别是“设置、移位、加1、减1”键。如果选择模拟仪表指示方式，则可以不带此“键盘显示电路”，相关参数可通过无线网络进行设置。
rs485接口电路：主要用于带rs485接口的各类传感器数据采集，无线传感节点可以接入现场rs485总线，进行传感器数据的无线透传(由上位机通过本无线传感节点直接与带rs485接口传感器进行通信，本无线传感节点此时可配置成“数据透传”功能)，实现传感器数据远程数据采集，此时无线传感节点只是接入现场的rs485总线，不参与现场控制。rs485接口电路可采用rs485低功耗收发器(如max3485芯片)，max3485的r、d引脚连接到cc2530片上系统的16脚和17脚，将cc2530片上系统的串口txd、rxd电平转换成rs485电平。
实施例2：本实施例的一种可配接现场指示仪表的zigbee无线传感节点，如图9所示，射频单元包括电感l82、电感l83、射频芯片u82和接口smb2，射频芯片u82采用rfx2401射频芯片；所述的zigbee片上系统芯片u81的26脚经电容c813和电感l82的一端相连，zigbee片上系统芯片u81的25脚经电容c814和电容c816的一端相连，电感l82的另一端和电容c816的另一端相连并经电容c817和射频芯片u82的4脚相连，电容c813和电感l82的连接点经电容c815接地，电容c814和电容c816的连接点经电感l83接地，射频芯片u82的5脚、6脚分别和zigbee片上系统芯片u81的33脚、32脚相连，射频芯片u82的1脚、2脚、3脚、7脚、8脚、9脚、11脚、12脚、15脚均接地，射频芯片u82的14脚即接电压vdd又经电容c819接地，射频芯片u82的16脚即接电压vdd又经电容c818接地，射频芯片u82的10脚和接口smb2相连，接口smb2外接单极子天线。其余结构同实施例1。rfx2401射频芯片起到功率放大作用，再通过接口smb2外接单极子天线，以增加通信距离。
本发明具有如下特点：
1.采用2.4ghz射频，支持ieee802.15.4及zigbeerf4ce无线传输标准。
2.适配：电阻输出(如干簧管电阻式液位、滑线电阻式液位、热电阻、热敏电阻传感器)；mv输出(如热电偶、压阻式压力、75mv电流取样电阻等传感器)；标准的1～5v等电压输出；标准的4～20ma等电流输出；脉冲频率输出；rs485总线输出的液位、温度、压力、大电流、转速等传感器。
3.采集的参数除无线传输外，可进行现场指示，并可选模拟或数字式指示方式。模拟式指示采用合成电阻方式输出，适配现行电阻式传感器配套的指示仪表，如电阻式水位、油量传感器配套的模拟式水位、油量指示仪表，热敏电阻传感器配套用模拟式温度仪表。
4.具有二路继电器无源触点输出，可进行二位式或ptd控制，如烘箱温度、水箱水位等控制。
5.具有现场设置或通过无线网络远程设置相关参数功能，如配套传感器型号选择，2位式控制、报警值，ptd整定等数据。
6.采用dc12v电源供电，与配接的大部分传感器在供电电源上需电气隔离。