一种无线传感网络汇聚节点模块制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无线传感网络汇聚节点模块，包括微控制器、数据存储单元、串行接口电路、射频电路、功率选择电路、天线和电源电路，功率选择电路包括开关驱动单元、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、功率放大器、电源电路为整个汇聚节点模块供电，数据存储单元、串行接口电路和射频电路分别与微控制器相连，微控制器经开关驱动单元连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端，射频电路经第一单刀双掷开关与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端经第二单刀双掷开关与天线相连。本实用新型专利技术通过在汇聚节点加入功率选择电路，采用不同功率进行汇聚节点信息的接收和发送，节省了网络功耗，增强了网络传递的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于无线传感网络技术，特别涉及了一种无线传感网络汇聚节点模块。
技术介绍
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输三种功能。它与通信技术和计算机技术共同构成信息技术的三大支柱。无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络的所有者。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。潜在的应用领域可以归纳为：军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业、农业等领域。以农业为例，随着现代农业的日益繁荣，传统的农业技术已经不能满足人们对产量、质量的要求。一种结合计算机自控技术，利用温湿度传感器、光照传感器等多种传感器的测量技术综合调节环境的农业大棚温湿度监控系统促进了现代农业的发展。农作物的生长需要一定条件的环境，其中最重要的就是对温度和湿度的控制。在传统农业生产中主要用温度计和湿度计对温度、湿度进行测量，这往往很难精准地描绘出植物生长的环境。随着产业规模的增加，对于数量多、规模大的农业大棚，传统的温湿度测量方法就显得很局限，这就需要在现代农业管理中加入基于无线传感网络的温湿度自动监测系统。汇聚节点是无线传感网络的核心，用于组建网络，收集传感器采集的数据上传给上级监控端，或向各传感器下达上级监控端的命令。现有的汇聚节点通常对信息的发送或接收不作区分，采用相同的通信方式，但实际上，当汇聚节点向各传感器节点发送命令时，由于命令通常具有时效性，所以希望分布于不同位置的传感器能同时接收到汇聚节点发送的命令，而传感器在上行采集的数据给会聚节点时，由于通常采用周期性传送方式，所以可以通过相邻传感器之间互相路由的方式，逐步将采集的信号传递至汇聚节点，如果忽视上述区别，就会导致无线传感网络功耗的浪费或命令传递的延误。
技术实现思路
为了解决上述
技术介绍
提出的技术问题，本技术旨在一种无线传感网络汇聚节点模块，通过在汇聚节点加入功率选择电路，采用不同功率进行汇聚节点信息的接收和发送，节省了网络功耗，增强了网络传递的可靠性。为了实现上述技术目的，本技术的技术方案为：一种无线传感网络汇聚节点模块。包括微控制器、数据存储单元、串行接口电路、射频电路、功率选择电路、天线和电源电路，所述功率选择电路包括开关驱动单元、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、功率放大器；所述电源电路为整个汇聚节点模块供电，所述数据存储单元、串行接口电路和射频电路分别与微控制器相连，所述微控制器经开关驱动单元连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端，所述射频电路经第一单刀双掷开关与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端经第二单刀双掷开关与天线相连。基于上述技术方案的优选方案，所述第一单刀双掷开关的固定端与射频电路相连，第一单刀双掷开关中的第一选择端与功率放大器的输入端相连，第一单刀双掷开关中的第二选择端与天线的信号接收通道相连，第二单刀双掷开关的固定端与功率放大器的输出端相连，第二单刀双掷开关的第一选择端与天线的信号发射通道相连，第二单刀双掷开关的第二选择端悬空。基于上述技术方案的优选方案，所述开关驱动单元为三极管，三极管的基极连接微控制器，三极管的集电极连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端。基于上述技术方案的优选方案，所述第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关均采用SKY13270芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述功率放大器采用PA2460芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述数据存储单元采用SST25VF016B芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述射频电路采用CC1101芯片。基于上述技术方案的优选方案，所述串行接口电路采用MAX232电平转换芯片。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：本技术在汇聚节点中增加功率选择电路，使得汇聚节点在发送消息时经过功率放大芯片的放大而获得较高的功率，而在接收消息时隔离功率放大芯片。汇聚节点在发送数据时获得较大的功率，极大地扩大了无线传感器网络的覆盖范围，使分布在不同位置的传感器节点能够同时接收到指令，保证了指令的实时性。同时在接收信息时不增强功率，降低了功耗。附图说明图1是本技术的组成框图。图2是本技术中功率选择电路的组成框图。图3是本技术的具体电路原理图。图3中的标号说明：1、电源电路；2、串行接口电路；3、微控制器；4、数据存储单元；5、射频电路；6、开关驱动单元、第一/二单刀双掷开关；7、功率放大器。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，一种无线传感网络汇聚节点模块，其特征在于：包括微控制器、数据存储单元、串行接口电路、射频电路、功率选择电路、天线和电源电路，电源电路为整个汇聚节点模块供电，数据存储单元、串行接口电路和射频电路分别与微控制器相连。如图2所示，功率选择电路包括开关驱动单元、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、功率放大器；微控制器经开关驱动单元连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端，射频电路经第一单刀双掷开关与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端经第二单刀双掷开关与天线相连。第一单刀双掷开关的固定端与射频电路相连，第一单刀双掷开关中的第一选择端与功率放大器的输入端相连，第一单刀双掷开关中的第二选择端与天线的信号接收通道相连，第二单刀双掷开关的固定端与功率放大器的输出端相连，第二单刀双掷开关的第一选择端与天线的信号发射通道相连，第二单刀双掷开关的第二选择端悬空。在本实施例中，开关驱动单元为三极管，三极管的基极连接微控制器，三极管的集电极连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端。第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关均采用SKY13270芯片。功率放大器采用PA2460芯片。数据存储单元采用SST25VF016B芯片。射频电路采用CC1101芯片。串行接口电路采用MAX232电平转换芯片。微控制器采用C8051F930单片机。如图3所示，单电源电平转换芯片MAX232的输出端R1OUT连接单片机C8051F930的P0.5口，单电源电平转换芯片MAX232的输入端T1IN连接单片机额的P0.4口，单片机的端口P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4和P1.5分别与射频芯片CC1101的端口SCLK、SO、SI、CSn、GOD0、GOD2相连。功率放大器PA2460的端口RFIN、RFOUT分别与第一单刀双掷开关SKY13270的端口J3、第二单刀双掷开关SKY13270的端口J2相连。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】
一种无线传感网络汇聚节点模块，其特征在于：包括微控制器、数据存储单元、串行接口电路、射频电路、功率选择电路、天线和电源电路，所述功率选择电路包括开关驱动单元、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、功率放大器；所述电源电路为整个汇聚节点模块供电，所述数据存储单元、串行接口电路和射频电路分别与微控制器相连，所述微控制器经开关驱动单元连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端，所述射频电路经第一单刀双掷开关与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端经第二单刀双掷开关与天线相连。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感网络汇聚节点模块，其特征在于：包括微控制器、数据存储单元、串行接口电路、射频电路、功率选择电路、天线和电源电路，所述功率选择电路包括开关驱动单元、第一单刀双掷开关、第二单刀双掷开关、功率放大器；所述电源电路为整个汇聚节点模块供电，所述数据存储单元、串行接口电路和射频电路分别与微控制器相连，所述微控制器经开关驱动单元连接第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的控制端，所述射频电路经第一单刀双掷开关与功率放大器的输入端相连，功率放大器的输出端经第二单刀双掷开关与天线相连。2.根据权利要求1所述一种无线传感网络汇聚节点模块，其特征在于：所述第一单刀双掷开关的固定端与射频电路相连，第一单刀双掷开关中的第一选择端与功率放大器的输入端相连，第一单刀双掷开关中的第二选择端与天线的信号接收通道相连，第二单刀双掷开关的固定端与功率放大器的输出端相连，第二单刀双掷开关的第一选择端与天线的信号发射通道相连，第二单刀双掷开关的第二选择端悬...

【专利技术属性】
技术研发人员：严锡君，赵姗姗，范媛媛，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