專利名稱：帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，具體來說采用8位微控制器、超聲波傳感器與GPS定位模塊來實現(xiàn)精確空間位置下的短距離測量，可應用于機器人避障、汽車倒車以及防盜報警等系統(tǒng)。
背景技術：
隨著信息采集與智能計算技術的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)的廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)技術已經(jīng)在エ業(yè)、農業(yè)、服務業(yè)、環(huán)保、交通等領域得到了應用。傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，物聯(lián)網(wǎng)將依靠傳感器作為數(shù)據(jù)輸入端，通過各種傳感器采集或獲取自然界的各種物理量、化學量、生物量等，從而提高對物質世界的感知能力，實現(xiàn)智能化的決策和控制。GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS設備可以提供精準的空間位置信息，將GPS技術與傳感器技術、物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，在獲取傳感器所輸出的信息同時同步獲取空間位置信息，因而有利于物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣。無線傳感器網(wǎng)絡技術作為物聯(lián)網(wǎng)中的ー項關鍵技術，能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡方式傳送給觀察者。ZigBee技術作為無線傳感器網(wǎng)絡技術中的ー種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點，應用范圍很廣。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種成本低廉、結構簡單、易于推廣的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊。本發(fā)明所采用的技術方案是一種帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，具有控制器，還包括與控制器相連的超聲波測距電路；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進行數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接ロ連接器。所述的超聲波測距電路與控制器的定時/計數(shù)器2的比較輸出ロ 0C2和外部中斷INTl ロ相連，用于實現(xiàn)距離的測量。所述的GPS定位模塊與控制器的1/0 ロ相連，采用模擬串ロ時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。所述的通訊接ロ連接器與控制器的串口和1/0 ロ相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者與ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展,組成無線傳感器網(wǎng)絡中的ー個節(jié)點。



圖I是本發(fā)明的整體框圖；圖2是本發(fā)明超聲波測距電路原理圖；圖3是本發(fā)明GPS定位模塊電路原理圖；圖4是本發(fā)明50管腳通訊接ロ連接器原理圖；圖5是本發(fā)明的電源電路原理圖?！?br> 具體實施例方式下面結合附圖和實例對本發(fā)明作進ー步說明。本發(fā)明的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，采用超聲波傳感器、GPS定位模塊與8位微控制器來實現(xiàn)精確空間位置下的短距離的測量，可應用于機器人避障、汽車倒車以及防盜報警等系統(tǒng)。如圖I所示，本發(fā)明的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，具有控制器(1)，還包括與控制器相連的超聲波測距電路(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接ロ連接器(4);與控制器、超聲波測距電路相連的用于提供電源的電源電路(5)。如圖2所示，超聲波測距電路由發(fā)射電路(a)和接收電路(b)組成，發(fā)射電路由單片機內部定時器2產生40KHZ的頻率，經(jīng)過CD4049驅動后傳輸給超聲波發(fā)射器發(fā)射超聲波；接收電路將發(fā)射回來的超聲波信號經(jīng)過放大處理后觸發(fā)單片機的外部中斷INT1，根據(jù)定時器2的定時時間間隔來計算距離。如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過控制器的I/o ロ相連，采用模擬串ロ時序來完成GPS坐標信息的接收。如圖4所示，本發(fā)明的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊具有50管腳的通訊接ロ連接器，與控制器的串口和I/O ロ相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展，組成無線傳感器網(wǎng)絡中的ー個節(jié)點。如圖4所示，本發(fā)明的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊由于采用電池或者外部供電兩種方式提供電源，故通過開關進行切換，BL8530-5V升壓芯片用于對電池供電時進行電源升壓；AMS1117-3. 3V降壓穩(wěn)壓芯片用于外部供電時進行電源的降壓與穩(wěn)壓。
權利要求
1.一種帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的超聲波測距電路⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的通訊接口連接器(4)。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的超聲波測距電路(2)與控制器(I)的定時/計數(shù)器2的比較輸出口 0C2和外部中斷INTl口相連，用于距離的測量。
3.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的GPS定位模塊(3)與控制器(I)的I/O 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。
4.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的通訊接口連接器(4)與控制器(I)的串口和I/O 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸及功能擴展。
全文摘要
一種帶有定位功能的超聲波傳感器節(jié)點模塊，用于精確空間位置下的短距離的測量，可應用在機器人避障、汽車倒車以及防盜報警等系統(tǒng)。所述節(jié)點模塊包括ATmega8L控制器(1)；超聲波測距電路(2)；GPS定位模塊(3)；通訊接口連接器(4)；電源電路(5)。本發(fā)明利用超聲波傳感器、GPS定位模塊和單片機實現(xiàn)精確空間位置下的距離測量，具有結構簡單，成本低廉，易于推廣等特點。
文檔編號G01S19/42GK102662174SQ20121017409
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權日2012年5月29日
發(fā)明者吳興利, 李猛, 田立國, 陳志亮 申請人:天津職業(yè)技術師范大學