無線傳感器網絡風速風向節點模塊的製作方法

2023-04-28 15:15:01

專利名稱：無線傳感器網絡風速風向節點模塊的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種無線傳感器網絡風速風向節點模塊，屬於電子測控領域。
背景技術：
風速風向測量是氣象監測的重要組成部分，測量風速風向，以供信息中心收集和處理，對人類更好地研究及利用風能和改善生活生產有積極的影響。目前，風速風向數據的採集由測站設備一起完成，普遍使用風速風向站的方式，採用有線方式將測站和風速風向傳感器進行連接，一旦風速風向監測電路出現故障，就會影響風速風向的測報。由於測站大多數遠離辦公區域，不方便用交流電供電，因此通常採用太陽能電池和可充電蓄電池供電。這種供電方法要求蓄電池的容量足夠大、陽光照射的情況足夠理想才行，如果遇到長時間陰雨天氣，電池就可能無法提供足夠電能給測站，風速風向傳感器也無法獲得足夠電能進行正常的風速風向數據的測量，從而增加了維護的工作量，提高了測量的成本。採用無線傳感器網絡技術能夠較好地解決供電問題。
發明內容本實用新型為解決傳統風速風向傳感器的信息傳輸及供電問題而提出一種無線傳感器網絡風速風向節點模塊。一種無線傳感器網絡風速風向節點模塊，其特徵在於包括電源電路、單片機電路、接口電路和射頻電路，其中電源電路的輸出端分別接單片機電路、接口電路、射頻電路的電源輸入端，單片機電路包含一個微控制器，接口電路包含風速傳感器和風向傳感器，射頻電路包含一個射頻晶片，風速傳感器、風向傳感器、射頻晶片分別與微控制器連接。本實用新型用無線傳感器網絡技術設計，用無線傳輸方式取代了有線連接方式，無需布設線路，安裝簡便，同時具有良好的擴展性；使用乾電池供電，取代了傳統的太陽能電池和可充電蓄電池供電方式，節約了維護成本。

圖I是本實用新型的結構框圖。圖2是本實用新型的電原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，電源電路I的輸出端分別接單片機電路2、接口電路3和射頻電路4的電源輸入端，接口電路3、射頻電路4分別與單片機電路2連接。如圖2所示，單片機電路2包含一個微控制器U3 (本具體實施例型號為MSP430F149)，接口電路3包含風速傳感器P2 (本具體實施例型號為EL15-1)和風向傳感器P3 (本具體實施例型號為EL15-2D)，射頻電路包含一個射頻晶片Ul ((本具體實施例型號為AT86RF212)，風速傳感器、風向傳感器、射頻晶片分別與微控制器連接。
3[0011]風速傳感器EL15-1的輸出信號經過電阻R3、R4分壓得到能夠使單片機識別的電壓後與微控制器MSP430F149的P2. O端相連，風向傳感器EL15-2D的7個輸出端分別與微控制器 MSP430F149 的輸入端 P2. I、P2. 2、P2. 3、P2. 4、P2. 5、P2. 6、P2. 7 相連，微控制器MSP430F149 的埠 Pl. 5,Pl. 6,Pl. 7、Ρ5· 0、Ρ5· 1、Ρ5· 2 和 Ρ5· 3 分別與射頻晶片 AT86RF212的埠 \RST、IRQ、SLP_TR、\SEL、MOSI、MISO和SCLK連接。射頻電路4還包含SMD低通濾波器，由C7、C10、C13、C14、C18、C19組成的濾波電路，由晶振X2、電容C8、C9組成的時鐘電路，SMD平衡-不平衡轉換器U2和天線P1，其中射頻晶片AT86RF212通過平衡-不平衡轉換器U2與SMD低通濾波器連接，SMD低通濾波器與天線連接。本實用新型的無線傳感器網絡風速風向節點模塊使用乾電池供電，採用高性能的單片機技術、射頻技術和無線傳感器網絡技術。採用3節5號可充電電池產生工作電源，用風速傳感器EL15-1連接2個電阻和風向傳感器EL15-2D組成接口電路，用嵌入式微控制器MSP430F149監測、採集和處理風速風向信號，並將處理後的風速風向數據輸出給射頻晶片AT86RF212 ;射頻晶片AT86RF212通過天線將風速風向數據以無線的形式發送給風速風向匯聚節點。
權利要求1.一種無線傳感器網絡風速風向節點模塊，其特徵在於包括電源電路(I)、單片機電路(2 )、接口電路(3 )和射頻電路(4 )，其中電源電路(I)的輸出端分別接單片機電路(2 )、接口電路(3 )、射頻電路(4 )的電源輸入端，單片機電路(2 )包含一個微控制器(U3 )，接口電路(3)包含風速傳感器(P2)和風向傳感器(P3)，射頻電路(4)包含一個射頻晶片(U1)，風速傳感器(P2)、風向傳感器(P3)、射頻晶片(Ul)分別與微控制器(U3)連接。
2.根據權利要求I所述的無線傳感器網絡風速風向節點模塊，其特徵在於風速傳感器(P2)的型號為EL15-1，其輸出信號經過電阻分壓得到能夠使單片機識別的電壓後與單片機的P2. O端相連。
3.根據權利要求I所述的無線傳感器網絡風速風向節點模塊，其特徵在於風向傳感器(P3)的型號為EL15-2D，其7個輸出端分別與單片機的P2. I、P2. 2、P2. 3、P2. 4、P2. 5、P2. 6、Ρ2· 7 相連。
4.根據權利要求I所述的無線傳感器網絡風速風向節點模塊，其特徵在於微控制器(U3)的Pl. 5端、Pl. 6端、Pl. 7端、Ρ5. O端、Ρ5. I端、Ρ5. 2端和Ρ5. 3端分別與射頻晶片(Ul)的 \RST 端、IRQ 端、SLP_TR 端、\SEL 端、MOSI 端、MISO 端和 SCLK 端連接。
專利摘要本實用新型公開了一種無線傳感器網絡風速風向節點模塊，屬電子測控領域，其包括電源電路、單片機電路、接口電路和射頻電路，其中電源電路的輸出端分別接單片機電路、接口電路、射頻電路的電源輸入端，單片機電路包含一個微控制器，接口電路包含風速傳感器和風向傳感器，射頻電路包含一個射頻晶片，風速傳感器、風向傳感器、射頻晶片分別與微控制器連接。該實用新型用無線傳輸取代了有線連接，用乾電池供電，解決了傳統供電問題，具有良好的擴展性，安裝簡便，節約了成本。
文檔編號G05B19/042GK202771202SQ20122037921
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月2日 優先權日2012年8月2日
發明者嚴錫君, 餘敏, 嚴妍, 孫桐, 王玲玲, 孟祥薇, 卜暘, 李亞東 申請人:河海大學