專利名稱：一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，涉及一種短距離數據采集、無線收發等技術，尤其涉及ZigBee無線自組網、低功耗技術。本實用新型一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，通過無線通信模塊搭載的ZigBee-Pro協議棧，實現溶解氧傳感器采集的模擬信號的A/D轉換，溶解氧傳感器數據讀取以及數據無線收發功能。
二背景技術：
目前，在智能環保、智能家居、智能醫療、智能交通等領域，常需要智能終端采集監測區域數據信息、并匯聚采集數據進行信息融合，最終通過網關上傳至上位機監控中心，滿足實時遠程監控的需求，以便于管理、監控的自動化、信息化和智能化水平的提升。由于實際應用中水域監測點分布分散、范圍廣，屬于無人值守環境，距離監控中心比較遠，通過有線方式進行數據收發，顯然會受到布線、安裝部署不靈活、傳輸速率低、成本等多種因素的制約，難以在遠程監控系統中使用。因此，本實用新型一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，采用短距離無線通信ZigBee技術，能實現近距離數據采集并自組織網絡通過網關與監控中心進行遠距離無線傳輸，滿足智能水質遠距離數據傳輸的要求。
三、技術內容(I)發明目的本實用新型的目的是克服現有技術安裝、部署困難、成本高、可擴展性差等技術的不足，開發一種基于ZigBee技術的物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，具有近距離數據采集，自組織網絡，遠距離數據無線收發的功能。(2)技術方案 本實用新型一種 物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置主要由數據采集模塊1，處理器模塊2，無線通信模塊3以及電源模塊4組成。使用Z-Stack協議棧的ZigBee-PiO協議自組織網絡，采用網狀網拓撲結構，隨機分配地址方案，支持多對一、一對多、源路由算法，在應用層采用分割傳輸功能實現長數據傳輸功能。數據采集模塊I采用RY952型號溶解氧傳感器采集數據，通過軟件程序對傳感器采集的模擬信號進行A/D轉換；處理器模塊2采用CC2530的增強型8051微控制器，具有32KB、64KB、128KB或者256KB的在線系統可編程內存和8KB的RAM，該RAM具備在各種供電方式下的數據保護能力；同時具有多種運行模式，而且運行模式之間轉換時間短，能進一步保證裝置的低功耗特性。無線通信模塊3采用
2.4GHz頻段CC2530的直接序列擴頻通信射頻收發器，具有高靈敏度和抗干擾性能。電源模塊支持外接電源和干電池兩種方式供電，模塊中采用AAT3221芯片實現5V電源電壓到3V電壓的轉換，為數據采集模塊1、處理器模塊2、無線通信模塊3提供正常的工作電壓。處理器模塊2通過插針方式與數據采集模塊I相連，并支持JTAG、UART下載調試，使用方便、靈活，內部集成ZigBee-PiO協議，可以實現無線自組織網絡，低功耗數據收發。(3)技術效果[0008]一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置是一種融合了無線傳感器網絡、物聯網、無線通信等領域最新技術的設備，本實理新型均采用無線通信方式，具有安裝簡單、部署靈活、成本低、適應性強、維護方便、可擴展性高、自動化、智能化優勢顯著等優點，非常適用于智能環保、智能安防、智能交通、智能物流等領域，這將大大突破有線傳輸、人工操作維護等方式的局限性，是高度智能化的設備。本實用新型一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置的使用，將極大改進監測監控領域的應用現狀，提高監控、管理的綜合水平，促進國內監控系統向便攜化和智能化方向發展，具有十分廣闊的應用前景。
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以下結合附圖對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型原理框圖圖2是本實用新型處理器模塊以及無線通信模塊原理圖圖3是本實用新型無線通信模塊插座原理圖圖4是本實用新型電源模塊原理圖
五具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一個實施例作進一步說明:參照圖1，圖1表示本實用新型裝置原理框圖。本實用新型通過RY952溶解氧傳感器采集水中溶解氧的值；通過處理器模塊對采集的數據校準和A/D轉換，由無線通信模塊ZigBee技術實現數據的收發。RY952溶 解氧傳感器通過LM358AM集成運放，實現信號調理，最終輸出信號與處理器模塊的P0.0引腳相連。參照圖2，圖2表示實用新型裝置處理器模塊及無線通信模塊原理圖。主要采用CC2530核心芯片，符合ZigBee規范，能夠滿足以ZigBee為基礎的2.4GHzISM波段應用對低成本、低功耗的要求。它結合一個高性能的2.4GHz直接序列擴頻通信射頻收發器和一顆工業級小巧高效的8051控制器。參照圖3，圖3表示實用新型裝置無線通信模塊插座原理圖。插座左邊的I腳與CC2530芯片的P0.7引腳相連，2腳與P0.6相連，3腳與P05相連，4腳與P0.4相連，5腳與P0.3相連并作為信號發送端，6腳與P0.2相連，并作為信號輸出端，7腳與P0.1相連，8腳與P0.0相連，9腳Pl.0相連，10腳與Pl.1相連；插座右邊的I腳接地，2腳接+3.0V電源電壓，3腳與P2.2相連，4腳與P2.1相連，5腳與Pl.4相連，6腳與Pl.5相連，7腳通過按鍵復位與REST相連，8腳與Pl.6相連，9腳與P2.02相連，10腳與Pl.7相連。參照圖4，圖4表示實用新型裝置電源模塊原理圖。電源模塊采用兩種供電方式，一種是外接電源方式，一種干電池供電方式。電池盒的I腳與自鎖開關按鍵Kl的I腳和6腳相連，電池盒2腳接地；自鎖開關的2腳接+3.0V電壓，5腳接500 Ω的上拉電阻再連接發光二極管接地；3腳，4腳都連接在AAT3221穩壓芯片的5腳并通過IuF濾波電容接地，4腳處于懸空狀態，2腳接地，I腳為+5V電壓輸入，3腳為使能端也接在+5V電壓，高低平有效；電源插座的2，3腳接地，1腳接4八13221芯片的輸入引腳I。
權利要求1.一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，其特征在于:系統主要由數據采集模塊(I)、處理器模塊(2)、無線通信模塊(3)以及電源模塊(4)組成，數據采集模塊(I)主要采用RY952溶解氧傳感器采集數據，經過LM358集成運放實現信號調理；處理器模塊(2)接收數據采集模塊(I)的數據并進行A/D轉換；無線通信模塊(3)主要采用CC2530搭載ZigBee-Pro協議，接收處理器模塊(2)轉換后的數據，并進行無線數據發送和傳輸。
2.根據權利要求1所述的一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，其特征在于:處理器模塊(2)采用CC2530的增強型8051微控制器，具有在線系統可編程內存和8KB的RAM ；系統時鐘由32MHz晶振提供，系統休眠時鐘由32KHz無源晶振提供；復位按鍵與RESET連接，可實現硬件復位，初始化系統；數據采集模塊(I)與處理器模塊(2)采用插針的方式連接；無線通信模塊(3)采用CC2530領先的RF射頻收發器，符合2.4GHz IEEE802.15.4標準，具有極高的接收靈敏度和抗于擾性能，可編程的輸出功率高達4.5dBm。
3.根據權利要求1所述的一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，其特征在于:電源模塊(4)采用兩種供電方式，一種是采用干電池直接供電，方便終端裝置工作于無人值守環境；另一種采用外接電源供電方式，方便實驗調試；電源模塊(4)主要采用AAT3221芯片，將外接的+5V電源電壓轉換成數據采集模塊(I)、處理器模塊(2 )、無線通信模塊(3 )正常工作時所 需電壓。
專利摘要本實用新型涉及一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置，主要由數據采集模塊1、處理器模塊2、無線通信模塊3和電源模塊4組成，通過ZigBee-Pro協議自組織網絡，對數據進行接收，轉發，實現近距離水質溶解氧無線數據采集。本實用新型一種物聯網智能水質溶解氧感知終端裝置克服了有線傳感器網絡布線麻煩、安裝部署不靈活、成本高的缺陷，具有無線自組網、成本低、抗干擾、維護簡單、數據實時性和可靠性高等優點。
文檔編號H04W84/18GK203120173SQ201320117060
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月15日 優先權日2013年3月15日
發明者顧相平, 楊艷, 胡榮林, 金鷹 申請人:淮陰工學院