一种无线微功耗桥式传感器节点制造技术

一种无线微功耗桥式传感器节点，包括金属外壳；所述的金属外壳内设置有传感器信号调理模块，传感器信号调理模块依次与高精度A/D转换模块，微功耗单片机处理模块，无线传输模块，接收数据的PC端相连接；电源模块分别与传感器信号调理模块，高精度A/D转换模块，微功耗单片机处理模块，无线传输模块相连接；所述的传感器信号调理模块外接桥式传感器；所述的微功耗单片机处理模块与无线传输模块之间通过单片机串口连接；本实用新型专利技术体积小、安装灵活，提供了测量的便利性；适用于长期监测使用，以数分钟间隔发送一次数据量，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。

【技术实现步骤摘要】
一种无线微功耗桥式传感器节点
本技术涉及测试
，尤其涉及一种无线微功耗桥式传感器节点。
技术介绍
桥式传感器是力传感器的一种，桥式其实是指单臂电桥，即惠斯通电桥。惠斯通电桥是由四个电阻组成的电桥电路，这四个电阻分别叫做电桥的桥臂，惠斯通电桥利用电阻的变化来测量物理量的变化，单片机采集可变电阻两端的电压然后处理，就可以计算出相应的物理量的变化，是一种精度很高的测量方式。大多数桥式传感器并不提供全部的电阻，其余构成惠斯通电桥所需的元件必须由仪器提供，因为电桥式元件是无源的，所以它们需要额外的信号调理来提供激励信号并测量得到激励下的有效输出。在工业生产和科学技术研究的各行业中，常常利用PC或工控机对各种数据进行采集，如液位、温度、压力、频率等。传统的桥式传感器数据采集仪体积庞大，并且功耗高，外部布线繁琐，不利于某种场合下的非电物理量的测量。
技术实现思路
本技术目的是提供一种无线微功耗桥式传感器节点，结构简单，体积小，使用寿命长，解决了以上技术问题。为了实现上述技术目的，达到上述的技术要求，本技术所采用的技术方案是：一种无线微功耗桥式传感器节点，包括金属外壳；其特征在于：所述的金属外壳内设置有传感器信号调理模块，传感器信号调理模块依次与高精度A/D转换模块，微功耗单片机处理模块，无线传输模块，接收数据的PC端相连接；电源模块分别与传感器信号调理模块，高精度A/D转换模块，微功耗单片机处理模块，无线传输模块相连接；所述的传感器信号调理模块外接桥式传感器；所述的微功耗单片机处理模块与无线传输模块之间通过单片机串口连接。优选的：所述的传感器信号调理模块包括仪表放大器，仪表放大器设置有8个针脚，针脚1为BW端口，针脚2为+Vin端口，针脚3为-Vin端口，针脚4为-Vs端口，针脚5为+Vs端口，针脚6为REF端口，针脚7为FB端口，针脚8为Vout端口；所述的BW端口分两路接出，一路通过电阻Ra接地，另一路通过电阻Rb接电源；所述的+Vin端口分两路接出，一路通过电容Ca接地，另一路通过电阻Rc与VI+1端相连；所述的-Vin端口分三路接出，第一路通过电容Cb接+Vin端口，第二路通过电阻Rd与VI-1端相连，第三路通过电容Cc接地；所述的-Vs端口直接接地；所述的+Vs端口通过电容Cd接地；所述的REF端口通过电阻Re与VREF端相连；所述的FB端口分两路接出，一路通过电阻Rf与REF端口相连，另一路通过电阻Rg与Vout端口相连；所述的Vout端口通过电阻Rh和电阻Ri后分两路接出，一路通过电容Ce接地，另一路与二阶低通滤波器的正极相连接。优选的：所述的Vout端口通过电阻Rh与电容Cf直接与二阶低通滤波器的CH1_out端相连接。本技术的有益效果；一种无线微功耗桥式传感器节点，与传统结构相比：采用锂亚电池组供电，支持理论连续工作2年，避免出现过放问题；使用传感器信号调理模块与高精密A/D转换模块，在传感器信号调理模块中设置有仪表放大器和二阶低通滤波器，通过无线传输方式极大的改善了布线繁琐以及测量不稳定性问题；本技术体积小、安装灵活，提供了测量的便利性；适用于长期监测使用，以数分钟间隔发送一次数据量，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。附图说明图1为本技术结构示意图；图2为本技术传感器信号调理模块的线路结构示意图；在图中：1.传感器信号调理模块；2.高精度A/D转换模块；3.微功耗单片机处理模块；4.无线传输模块；5.PC端；6.电源模块；7.电阻Ra；8.电阻Rb；9.电容Ca；10.电阻Rc；11.电容Cb；12.电阻Rd；13.电容Cc；14.电容Cd；15.电阻Re；16.电阻Rf；17.电阻Rg；18.电阻Rh；19.电阻Ri；20.电容Ce；21.电容Cf；100.仪表放大器；200.二阶低通滤波器。具体实施方式为了使本技术的专利技术目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本技术进行进一步详细说明；在附图中：一种无线微功耗桥式传感器节点，包括金属外壳；其特征在于：所述的金属外壳内设置有传感器信号调理模块1，传感器信号调理模块1依次与高精度A/D转换模块2，微功耗单片机处理模块3，无线传输模块4，接收数据的PC端5相连接；电源模块6分别与传感器信号调理模块1，高精度A/D转换模块2，微功耗单片机处理模块（3），无线传输模块4相连接；所述的传感器信号调理模块1外接桥式传感器；所述的微功耗单片机处理模块3与无线传输模块4之间通过单片机串口连接。所述的传感器信号调理模块1包括仪表放大器100，仪表放大器设置有8个针脚，针脚1为BW端口，针脚2为+Vin端口，针脚3为-Vin端口，针脚4为-Vs端口，针脚5为+Vs端口，针脚6为REF端口，针脚7为FB端口，针脚8为Vout端口；所述的BW端口分两路接出，一路通过电阻Ra7接地，另一路通过电阻Rb8接电源；所述的+Vin端口分两路接出，一路通过电容Ca9接地，另一路通过电阻Rc10与VI+1端相连；所述的-Vin端口分三路接出，第一路通过电容Cb11接+Vin端口，第二路通过电阻Rd12与VI-1端相连，第三路通过电容Cc13接地；所述的-Vs端口直接接地；所述的+Vs端口通过电容Cd14接地；所述的REF端口通过电阻Re15与VREF端相连；所述的FB端口分两路接出，一路通过电阻Rf16与REF端口相连，另一路通过电阻Rg17与Vout端口相连；所述的Vout端口通过电阻Rh18和电阻Ri19后分两路接出，一路通过电容Ce20接地，另一路与二阶低通滤波器200的正极相连接；所述的Vout端口通过电阻Rh18与电容Cf21直接与二阶低通滤波器200的CH1_out端相连接。本技术的具体实施：将传感器信号调理模块、高精度A/D转换模块、微功耗数据处理模块、无线传输模块（SX1278）以及电源模块等封装在精密金属外壳内组成无线微功耗桥式传感器节点，由外接的桥式传感器负责采集微弱电压信号经调理电路放大、滤波处理后进入A/D转换，变为采集器能够识别的数字信号，进入微功耗MSP430F149单片机处理，经过处理的数据通过S1278模块以及无线网关最终传输至PC用户用于分析（有特殊应用的场合会通过GPRS模块无线传输数据至监测中心）。该方案的优点是节点体积小巧，内部电路板设计优良，外部布线少。节点内部采用锂亚电池组，对于长期监测使用，以数分钟间隔发送一次数据量，数年不需要更换电池，大大提高了系统的免维护性。AD8237是一款微功耗、零漂移、轨到轨输入和输出的仪表放大器，它的优点是可以直接通过两个匹配的电阻设置1至1000间的任何增益，在任何增益下均可用比率匹配的两个电阻保持出色的增益精度，它的最大电源电流仅为130ua,特别适用于微功耗测量仪器。后级同样是一个由轨到轨双运放AD8572构成的二阶低通滤波器，优点是可以有效滤除电路中的杂波与噪声，两种轨到轨芯片在低电源电压下，输入与输出电压均能达到满幅值，相比工作在饱和状态下的普通运放来说，极大地提高了测量信号的准确性。上述实施例仅仅是为清楚地说明本技术所作的描述，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线微功耗桥式传感器节点，包括金属外壳；其特征在于：所述的金属外壳内设置有传感器信号调理模块（1），传感器信号调理模块（1）依次与高精度A/D转换模块（2），微功耗单片机处理模块（3），无线传输模块（4），接收数据的PC端（5）相连接；电源模块（6）分别与传感器信号调理模块（1），高精度A/D转换模块（2），微功耗单片机处理模块（3），无线传输模块（4）相连接；所述的传感器信号调理模块（1）外接桥式传感器；所述的微功耗单片机处理模块（3）与无线传输模块（4）之间通过单片机串口连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线微功耗桥式传感器节点，包括金属外壳；其特征在于：所述的金属外壳内设置有传感器信号调理模块（1），传感器信号调理模块（1）依次与高精度A/D转换模块（2），微功耗单片机处理模块（3），无线传输模块（4），接收数据的PC端（5）相连接；电源模块（6）分别与传感器信号调理模块（1），高精度A/D转换模块（2），微功耗单片机处理模块（3），无线传输模块（4）相连接；所述的传感器信号调理模块（1）外接桥式传感器；所述的微功耗单片机处理模块（3）与无线传输模块（4）之间通过单片机串口连接。2.根据权利要求1所述的一种无线微功耗桥式传感器节点，其特征在于：所述的传感器信号调理模块（1）包括仪表放大器（100），仪表放大器设置有8个针脚，针脚1为BW端口，针脚2为+Vin端口，针脚3为-Vin端口，针脚4为-Vs端口，针脚5为+Vs端口，针脚6为REF端口，针脚7为FB端口，针脚8为Vout端口；所述的BW端口分两路接出，一路通过电阻Ra（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：施杰，刘椿峰，
申请(专利权)人：江苏泰斯特电子设备制造有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32