一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统

本发明涉及蓝牙终端节点，具体而言，涉及一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统。

背景技术：

1、降低终端节点功耗一直是物联网发展中的核心主题之一。就目前而言，现有技术通常利用板载电源或者一次性电池提供电能，利用单片机i/o端口采集数字传感器的实时数据，或者结合内部a/d采集模拟传感器的实时信息，并将处理完成的数据利用芯片内置的rf发送数据，以实现蓝牙终端节点的基本功能。然而，现有技术虽然采用了低功耗设计技术，尽可能降低节点的功耗，延长了节点工作时间，但始终无法改变采用一次性电池供电的能源加载方式，容易提高整个系统的维护成本；并且在实际的工作过程当中，由于缺乏灵活的传感器接口，节点的通用性差，一旦节点的应用场景改变，容易导致节点的生命周期受限。基于此，针对上述问题，我们设计了一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其采用环境能量转换供能方式，节省对电池的需求，降低整个系统的运行、维护成本，减轻环境保护的压力；采用灵活的传感器接口方案，防止终端节点因应用场景的更换而不能适应新的应用需求，提高节点的通用性；通过增加硬件安全防护，防止终端节点被攻击、仿冒、控制，保障整个系统的安全性。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，包括：微处理器u1、管理芯片u2、数字安全芯片u3，所述管理芯片u2包括芯片u2a及芯片u2b；所述微处理器u1的dvdd2脚、dvdd1脚、avdd5脚、avdd3脚、avdd2脚、avdd1脚、avdd4脚、avdd6脚分别与电容器c1的正极、电容器c2的正极、电容器c3的正极、电容器c4的正极、电容器c5的正极、电容器c6的正极、电感l1的一端连接，电容器c1的负极、电容器c2的负极、电容器c3的负极、电容器c4的负极、电容器c5的负极、电容器c6的负极接地，电感l1的另一端分别与电容器c12的正极、电容器c8的正极、电容器c9的正极、电阻r7的一端、芯片u2a的load脚、电容器c22的正极、传感器接口p1的9脚、数字安全芯片u3的vcc脚连接，电容器c12的负极接地，电容器c22的负极与电容器c23的负极连接并接地，电容器c23的正极与芯片u2a的vint脚连接，电阻r7的另一端与发光二极管power1的一端连接，发光二极管power1的另一端分别与电容器c8的负极、电容器c9的负极、电感l2的一端连接并接地，电感l2的另一端分别与电容器c11的负极、电容器c15的正极连接，电容器c11的正极与微处理器u1的rf_p脚连接，电容器c15的负极分别与电感l4的一端、电感l5的一端连接，电感l5的另一端分别与电容器c18的正极、电容器c13的负极连接，电容器c13的正极与微处理器u1的rf_n脚连接，电容器c18的负极接地，电感l4的另一端分别与电感l3的一端、电容器c17的正极连接，电感l3的另一端与天线ant1连接，电容器c17的负极与传感器接口p1的2脚连接并接地，传感器接口p1的1脚与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与微处理器u1的p1_4脚连接，传感器接口p1的3脚与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与微处理器u1的p1_5脚连接，传感器接口p1的8脚与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与微处理器u1的p1_7脚连接，传感器接口p1的10脚与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与微处理器u1的p1_6脚连接，传感器接口p1的4脚与微处理器u1的p2_0脚连接，传感器接口p1的5脚与微处理器u1的scl脚连接，传感器接口p1的7脚与微处理器u1的sda脚连接，传感器接口p1的6脚分别与微处理器u1的p0_5脚、电容器c7的正极连接，电容器c7的负极与电容器c10的负极连接并接地，电容器c10的正极与微处理器u1的p0_6脚连接，数字安全芯片u3的gnd脚分别与微处理器u1的gnd脚连接并接地。

4、可选的，所述微处理器u1的p0_4与发光二极管led1的一端连接，发光二极管led1的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端接地。

5、可选的，所述微处理器u1的p2_3脚与晶振y1的一端、电容器c16的正极连接，晶振y1的另一端与微处理器u1的p2_4脚、电容器c14的正极连接，电容器c14的负极、电容器c16的负极接地。

6、可选的，所述微处理器u1的xosc_q1脚分别与晶振y2的一端、电容器c21的正极连接，晶振y2的另一端分别与微处理器u1的xosc_q2脚、电容器c20的正极连接，微处理器u1的dcoupl脚与电容器c19的正极连接，微处理器u1的rbias脚与电阻r8的一端连接，微处理器u1的ngnd脚分别与电容器c19的负极、电容器c20的负极、电容器c21的负极、电阻r8的另一端连接并接地。

7、可选的，所述芯片u2a的zmpp脚与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端分别与芯片u2a的src脚、芯片u2a的cs_in脚、环境能量收集器接入接口p2的一端连接，环境能量收集器接入接口p2的另一端与电容器c24的负极连接并接地，电容器c24的正极与芯片u2a的bufsrc脚连接。

8、可选的，所述芯片u2a的prim脚分别与一次电池接口p3的一端、电阻r13的一端连接，一次电池接口p3的另一端接地，电阻r13的另一端分别与芯片u2a的prim_fb脚、电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端与芯片u2a的prim_cut脚连接。

9、可选的，所述芯片u2a的lin脚与电感l6的一端连接，电感l6的另一端与芯片u2a的lout脚连接。

10、可选的，所述芯片u2a的sto脚分别与储能元件接口p4的一端、触发器sto连接，储能元件接口p4的另一端分别与芯片u2a的bal脚、芯片u2a的gnd脚、芯片u2a的gnd_tm脚连接并接地。

11、可选的，所述芯片u2b的sto_ovdis脚分别与电阻r9的一端、电阻r11的一端连接，电阻r9的另一端与触发器sto连接，电阻r11的另一端分别与芯片u2b的sto_rdy脚、电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端分别与芯片u2b的sto_ovch脚、电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端接地。

12、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

13、本发明实施例采用环境能量转换供能方式，通过环境能量收集器接入接口p2的电路设置与芯片u2a的具体连接构造，能够节省对电池的需求，降低整个系统的运行、维护成本，减轻环境保护的压力；另外，本发明采用了采用灵活设置的传感器接口p1，能够防止终端节点因应用场景的更换而不能适应新的应用需求，提高节点的通用性；通过增加硬件安全防护，防止终端节点被攻击、仿冒、控制，保障整个系统的安全性。

技术特征：

1.一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，包括：微处理器u1、管理芯片u2、数字安全芯片u3，所述管理芯片u2包括芯片u2a及芯片u2b；所述微处理器u1的dvdd2脚、dvdd1脚、avdd5脚、avdd3脚、avdd2脚、avdd1脚、avdd4脚、avdd6脚分别与电容器c1的正极、电容器c2的正极、电容器c3的正极、电容器c4的正极、电容器c5的正极、电容器c6的正极、电感l1的一端连接，电容器c1的负极、电容器c2的负极、电容器c3的负极、电容器c4的负极、电容器c5的负极、电容器c6的负极接地，电感l1的另一端分别与电容器c12的正极、电容器c8的正极、电容器c9的正极、电阻r7的一端、芯片u2a的load脚、电容器c22的正极、传感器接口p1的9脚、数字安全芯片u3的vcc脚连接，电容器c12的负极接地，电容器c22的负极与电容器c23的负极连接并接地，电容器c23的正极与芯片u2a的vint脚连接，电阻r7的另一端与发光二极管power1的一端连接，发光二极管power1的另一端分别与电容器c8的负极、电容器c9的负极、电感l2的一端连接并接地，电感l2的另一端分别与电容器c11的负极、电容器c15的正极连接，电容器c11的正极与微处理器u1的rf_p脚连接，电容器c15的负极分别与电感l4的一端、电感l5的一端连接，电感l5的另一端分别与电容器c18的正极、电容器c13的负极连接，电容器c13的正极与微处理器u1的rf_n脚连接，电容器c18的负极接地，电感l4的另一端分别与电感l3的一端、电容器c17的正极连接，电感l3的另一端与天线ant1连接，电容器c17的负极与传感器接口p1的2脚连接并接地，传感器接口p1的1脚与电阻r2的一端连接，电阻r2的另一端与微处理器u1的p1_4脚连接，传感器接口p1的3脚与电阻r3的一端连接，电阻r3的另一端与微处理器u1的p1_5脚连接，传感器接口p1的8脚与电阻r6的一端连接，电阻r6的另一端与微处理器u1的p1_7脚连接，传感器接口p1的10脚与电阻r4的一端连接，电阻r4的另一端与微处理器u1的p1_6脚连接，传感器接口p1的4脚与微处理器u1的p2_0脚连接，传感器接口p1的5脚与微处理器u1的scl脚连接，传感器接口p1的7脚与微处理器u1的sda脚连接，传感器接口p1的6脚分别与微处理器u1的p0_5脚、电容器c7的正极连接，电容器c7的负极与电容器c10的负极连接并接地，电容器c10的正极与微处理器u1的p0_6脚连接，数字安全芯片u3的gnd脚分别与微处理器u1的gnd脚连接并接地。

2.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述微处理器u1的p0_4与发光二极管led1的一端连接，发光二极管led1的另一端与电阻r1的一端连接，电阻r1的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述微处理器u1的p2_3脚与晶振y1的一端、电容器c16的正极连接，晶振y1的另一端与微处理器u1的p2_4脚、电容器c14的正极连接，电容器c14的负极、电容器c16的负极接地。

4.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述微处理器u1的xosc_q1脚分别与晶振y2的一端、电容器c21的正极连接，晶振y2的另一端分别与微处理器u1的xosc_q2脚、电容器c20的正极连接，微处理器u1的dcoupl脚与电容器c19的正极连接，微处理器u1的rbias脚与电阻r8的一端连接，微处理器u1的ngnd脚分别与电容器c19的负极、电容器c20的负极、电容器c21的负极、电阻r8的另一端连接并接地。

5.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述芯片u2a的zmpp脚与电阻r10的一端连接，电阻r10的另一端分别与芯片u2a的src脚、芯片u2a的cs_in脚、环境能量收集器接入接口p2的一端连接，环境能量收集器接入接口p2的另一端与电容器c24的负极连接并接地，电容器c24的正极与芯片u2a的bufsrc脚连接。

6.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述芯片u2a的prim脚分别与一次电池接口p3的一端、电阻r13的一端连接，一次电池接口p3的另一端接地，电阻r13的另一端分别与芯片u2a的prim_fb脚、电阻r15的一端连接，电阻r15的另一端与芯片u2a的prim_cut脚连接。

7.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述芯片u2a的lin脚与电感l6的一端连接，电感l6的另一端与芯片u2a的lout脚连接。

8.根据权利要求1所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述芯片u2a的sto脚分别与储能元件接口p4的一端、触发器sto连接，储能元件接口p4的另一端分别与芯片u2a的bal脚、芯片u2a的gnd脚、芯片u2a的gnd_tm脚连接并接地。

9.根据权利要求8所述的收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，其特征在于，所述芯片u2b的sto_ovdis脚分别与电阻r9的一端、电阻r11的一端连接，电阻r9的另一端与触发器sto连接，电阻r11的另一端分别与芯片u2b的sto_rdy脚、电阻r12的一端连接，电阻r12的另一端分别与芯片u2b的sto_ovch脚、电阻r14的一端连接，电阻r14的另一端接地。

技术总结
本发明涉及蓝牙终端节点技术领域，涉及一种收集环境能量供电的硬件防入侵蓝牙终端节点系统，包括互相连接的微处理器U1、管理芯片U2、数字安全芯片U3，所述芯片U2A的ZMPP脚与电阻R10的一端连接，电阻R10的另一端分别与芯片U2A的SRC脚、芯片U2A的CS_I N脚、环境能量收集器接入接口P2的一端连接，环境能量收集器接入接口P2的另一端与电容器C24的负极连接并接地，电容器C24的正极与芯片U2A的BUFSRC脚连接。本发明采用环境能量转换供能方式，节省对电池的需求，降低整个系统的运行成本，减轻环境保护的压力；并且采用灵活的传感器接口方案，防止终端节点因应用场景的更换而不能适应新的应用需求。

技术研发人员：杨平,袁春兰,张健,徐莉
受保护的技术使用者：四川化工职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15