一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，包括微控制器、内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、温湿度传感器、光照传感器、射频电路和电源电路；内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、射频电路、温湿度传感器和光照传感器分别与微控制器相连，温湿度传感器和光照传感器分别采集自身监测范围内的温湿度信号和光照信号，并将这些信号传送给微控制器，微控制器将接收到的信号通过射频电路发送给汇聚节点或相邻的传感器节点。本实用新型专利技术采用内、外部唤醒相结合的方式唤醒节点模块，降低了节点模块的通讯能耗，节约了成本，延长了网络寿命。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线传感网
，特别涉及了一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块。
技术介绍
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。精准农业的前提就是农业环境信息的精确获取，如光照、含水量、温度、湿度等信息的采集。无线传感器网络传感器节点模块通过实时测量环境中的温湿度和光照信息，传送给信息中心收集和处理，为农作物提供一个最佳的生长环境，为提高农作物产量提供准确的、科学的依据。目前温湿度、光照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。一方面要求温湿度传感器和光照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。目前，无线传感器网络传感器节点大多采用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由，实现2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，这种方法使得节点在通讯上的能耗较大，降低了数据传输的效率和可靠性，影响了整个网络的寿命。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本技术旨在提供一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，采用内、外部唤醒相结合的方式唤醒节点模块，降低了节点模块的通讯能耗，节约了成本，延长了网络寿命。为了实现上述技术目的，本技术的技术方案为：一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，包括微控制器、内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、温湿度传感器、光照传感器、射频电路和电源电路；所述电源电路为整个传感器节点供电，所述内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、射频电路、温湿度传感器和光照传感器分别与微控制器相连，所述温湿度传感器和光照传感器分别采集自身监测范围内的温湿度信号和光照信号，并将这些信号传送给微控制器，微控制器将接收到的信号通过射频电路发送给汇聚节点或相邻的传感器节点，微控制器通过内部时钟触发电路和外部信号唤醒电路唤醒射频电路接收汇聚节点或相邻的传感器节点发送来信号。基于上述技术方案的优选方案，所述内部时钟触发电路采用PCF8563芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述外部信号唤醒电路采用AS3930芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述射频电路包括依次连接的射频芯片、滤波电路和天线，所述射频芯片与微控制器相连。基于上述技术方案的优选方案，所述射频芯片的型号为CC1101。基于上述技术方案的优选方案，所述温湿度传感器采用SHT1X芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述光照传感器采用TSL2561T芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述微控制器采用C8051F930单片机。采用上述技术方案带来的有益效果：本技术通过内部时钟触发电路和外部信号唤醒电路，实现了传感器节点内、外部唤醒的结合，外部信号唤醒电路在感应到无线信号时唤醒节点，而内部时钟触发电路通过定时唤醒节点，协调了2个相邻传感器节点或传感器节点与汇聚节点之间的数据通讯，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，提高了系统通信的可靠性；具有良好的扩展性；安装简便，节约了成本；简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了网络的生命周期。附图说明图1是本技术的组成框图。图2是本技术的具体电路原理图。具体实施方式以下将结合附图，对本技术的技术方案进行详细说明。如图1所示，一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，包括微控制器、内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、温湿度传感器、光照传感器、射频电路和电源电路；所述电源电路为整个传感器节点供电，所述内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、射频电路、温湿度传感器和光照传感器分别与微控制器相连，所述温湿度传感器和光照传感器分别采集自身监测范围内的温湿度信号和光照信号，并将这些信号传送给微控制器，微控制器将接收到的信号通过射频电路发送给汇聚节点或相邻的传感器节点，微控制器通过内部时钟触发电路和外部信号唤醒电路唤醒射频电路接收汇聚节点或相邻的传感器节点发送来信号。在本实施例中，内部时钟触发电路采用PCF8563芯片。外部信号唤醒电路采用AS3930芯片。射频电路包括依次连接的射频芯片、滤波电路和天线，所述射频芯片与微控制器相连。射频芯片的型号为CC1101。温湿度传感器采用SHT1X芯片。光照传感器采用TSL2561T芯片。微控制器采用C8051F930单片机。如图2所示，电源电路采用一款低功耗-低压-升压型DC/DC转换器SP6641为整个传感器节点模块供电，其输出端口接到C8051F930单片机、温湿度传感器、光照强度传感器和射频芯片的电源输入端。温湿度传感器SHT1X的输出信号端DATA与单片机的P2.1端口连接。光照强度传感器TSL2561T的SDA、INT、SCL端口分别与单片机的P1.4、P0.6、P1.5端口连接。内部时钟触发电路PCF8563的SDA、SCL端口分别与单片机的P1.4、P1.5端口连接。外部信号唤醒电路AS3930的CS、SCL、SDI、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT端口分别和单片机的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P2.3、P2.4、P2.5端口相连。射频芯片CC1101上的SPI时钟信号SCLK引脚、SPI数据信号MISO引脚、SPI数据信号MOSI引脚和SPI信号选择脚CSn分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口连接，GDO0和GDO2都是CC1101射频芯片发送给单片机的信号引脚，因此在单片机上P1.6和P1.7都配置为数字输入引脚。射频芯片经过发射和接收路径LC滤波电路后与天线连接，与相邻传感器节点或汇聚节点进行无线通信来传输数据。本技术采用直流电供电，将电源转换为3.3V直流电源。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。通过SHT1X和TSL2561T芯片构成温湿度和光照强度传感器电路，通过PCF8563周期性唤醒汇聚节点以及AS3930触发性唤醒节点，由射频芯片CC1101、天线、滤波器等构成射频电路，射频电路以无线的方式接收传感器节点发送过来的温湿度信息，经过嵌入式微控制器C8051F930接收和转换后，将处理得到的数据再通过射频电路发送给相邻或上级传感器节点。以上实施例仅为说明本技术的技术思想，不能以此限定本技术的保护范围，凡是按照本技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，其特征在于：包括微控制器、内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、温湿度传感器、光照传感器、射频电路和电源电路；所述电源电路为整个传感器节点供电，所述内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、射频电路、温湿度传感器和光照传感器分别与微控制器相连，所述温湿度传感器和光照传感器分别采集自身监测范围内的温湿度信号和光照信号，并将这些信号传送给微控制器，微控制器将接收到的信号通过射频电路发送给汇聚节点或相邻的传感器节点，微控制器通过内部时钟触发电路和外部信号唤醒电路唤醒射频电路接收汇聚节点或相邻的传感器节点发送来信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，其特征在于：包括微控制器、内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、温湿度传感器、光照传感器、射频电路和电源电路；所述电源电路为整个传感器节点供电，所述内部时钟触发电路、外部信号唤醒电路、射频电路、温湿度传感器和光照传感器分别与微控制器相连，所述温湿度传感器和光照传感器分别采集自身监测范围内的温湿度信号和光照信号，并将这些信号传送给微控制器，微控制器将接收到的信号通过射频电路发送给汇聚节点或相邻的传感器节点，微控制器通过内部时钟触发电路和外部信号唤醒电路唤醒射频电路接收汇聚节点或相邻的传感器节点发送来信号。2.根据权利要求1所述用于农业监测的可唤醒无线传感网络传感器节点模块，其特征在于：所述内部时钟触发电路采用PCF8563芯片。3.根据权利要求1所述用于农业监测的可...

【专利技术属性】
技术研发人员：严锡君，范媛媛，赵姗姗，于凡，肖丽莎，刁宏志，何元，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32