專(zhuān)利名稱(chēng)：一種多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無(wú)線傳感技術(shù)，具體涉及一種多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)。
背景技術(shù)：
無(wú)線傳感技術(shù)的應(yīng)用實(shí)體是無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，這種網(wǎng)絡(luò)不需要固定網(wǎng)絡(luò)的支持，具有快速展開(kāi)，抗毀性強(qiáng)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)；而且利用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)組成的分布式監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)可以大大減少器件引線量，使得無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)方便地安裝與監(jiān)測(cè)由于環(huán)境復(fù)雜而不利于引線的部位；由于無(wú)線傳感節(jié)點(diǎn)具有局域信號(hào)處理功能，大量節(jié)點(diǎn)構(gòu)成了一種并行分布式信息處理系統(tǒng)，大大提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度及決策的可靠性和靈活性?，F(xiàn)有的車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，感知部分的傳感器數(shù)據(jù)大多數(shù)采用有線傳輸?shù)姆绞絺鬏?，感知?jié)點(diǎn)的部署位置在一定程度上決定了信號(hào)傳輸線的長(zhǎng)度，感知節(jié)點(diǎn)數(shù)量的增加勢(shì)必會(huì)增加信號(hào)線的引線數(shù)量，同時(shí)，由于車(chē)輛自身結(jié)構(gòu)的影響，使得車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的引線難度及工作量非常大，因此，研究一種部署方便且能夠保證傳感器數(shù)據(jù)的傳輸要求的傳感節(jié)點(diǎn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷或不足，本實(shí)用新型的目的在于，提供一種多種接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，該傳感節(jié)點(diǎn)既保證了車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)的采集、處理及無(wú)線傳輸功能，且操作簡(jiǎn)單，部署方便。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)解決方案一種多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)包括車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實(shí)用新型還包括如下其他技術(shù)特征所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口和串口， 并通過(guò)上述口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述電源管理模塊通過(guò)DC-DC芯片連接數(shù)據(jù)處理模塊。所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊采用AT86RF230射頻芯片和SMA接口天線。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用存儲(chǔ)芯片AT45DB041B。所述電源管理模塊采用XC6221B303MR芯片。所述外接電源采用汽車(chē)車(chē)載電源或3800mA/h的的鋰電池。所述下載調(diào)試接口通過(guò)JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。[0017]本實(shí)用新型采用無(wú)線傳感技術(shù)，數(shù)據(jù)的傳輸基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳輸模式，避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，降低了車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)感知部分布線的工作量和難度。本實(shí)用新型借助通用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)，為車(chē)載系統(tǒng)擴(kuò)展了監(jiān)控范圍和監(jiān)控功能，滿足了人們對(duì)車(chē)載安全性、操控性以及舒適性的要求，逐步實(shí)現(xiàn)車(chē)載系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可控性， 以提高車(chē)載系統(tǒng)的安全性。另外，本實(shí)用新型的具有體積小(長(zhǎng)寬8. 6*5. 8)、便于攜帶以及功耗低等優(yōu)點(diǎn)。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，包括車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊用以采集數(shù)據(jù)，用以實(shí)時(shí)采集車(chē)輛不同狀態(tài)中的車(chē)載傳感器的數(shù)據(jù)信號(hào)。車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口以及串口。其中，A/D接口為間距2. 54mm的8針端子，串口模塊由公頭DB9和MAX3232構(gòu)成， DB9與MAX3232相連接。車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)A/D接口連接壓力傳感器、位移傳感器、可燃?xì)怏w濃度傳感器，通過(guò)1 接口連接溫濕度傳感器、光照傳感器，通過(guò)串口連接有傾角傳感器。數(shù)據(jù)處理模塊用以對(duì)車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 數(shù)據(jù)處理模塊采用ATMEL公司的AVR系列單片機(jī)-ATMegaUSl，其內(nèi)部集成8通道的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊用以基于Zigbee協(xié)議在不同車(chē)載傳感器節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊由ATMEL公司的AT86RF230射頻芯片和阻抗50 歐姆發(fā)射功率為3dB的SMA接口天線構(gòu)成，其外圍地層設(shè)計(jì)分為三個(gè)部分晶振地、天線地和芯片地，其中，芯片地包含模擬信號(hào)地和數(shù)字信號(hào)地，考慮到PCB布線的難度，模擬信號(hào)地和數(shù)字信號(hào)地采用分區(qū)但不分割的方式，即對(duì)內(nèi)分區(qū)對(duì)外統(tǒng)一接地的原則。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊用以實(shí)現(xiàn)車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)的本地存儲(chǔ)以及中繼存儲(chǔ)功能。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用存儲(chǔ)芯片AT45DB041B。電源管理模塊用以從外接電源獲取+3. 3V的電壓值，并對(duì)系統(tǒng)各模塊供電。電源管理模塊采用)(C6221B303MR芯片。外接電源用以通過(guò)電源管理模塊向系統(tǒng)各模塊供電。外接電源采用鋰電池和汽車(chē)車(chē)載電源，考慮無(wú)線智能傳感器節(jié)點(diǎn)在車(chē)輛上工作的持續(xù)性，一般情況下，外接電源采用汽車(chē)車(chē)載電源，采用3800mA/h的鋰電池作為電源備份。下載調(diào)試接口作為PC機(jī)與即數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行交互的接口，用以對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行程序下載。車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊通過(guò)多種接口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接，如A/D接口、I2C接口(數(shù)字傳感器接口)、串口(公頭DB9)、GPI0 口(通用I/O 口)，這些接口都是 ATMegal^l提供的外部接口，其中，串口模塊需引入電平轉(zhuǎn)換芯片MAX3232實(shí)現(xiàn)TTL電平與 RS232電平之間的轉(zhuǎn)化。A/D接口與數(shù)據(jù)處理模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)相連接；1 接口、 GPIO 口和串口各自獨(dú)立地與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。下載調(diào)試接口通過(guò)JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。電源管理模塊通過(guò)DC-DC芯片LT1963AEQ分別連接車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下本實(shí)用新型的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)經(jīng)外接電源加電后，數(shù)據(jù)處理模塊展開(kāi)系統(tǒng)初始化工作，并控制車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊啟動(dòng)多項(xiàng)采集任務(wù)；若系統(tǒng)初始化失敗，通過(guò)下載調(diào)試接口進(jìn)行數(shù)據(jù)處理模塊程序的重新下載，然后重復(fù)加電操作；當(dāng)車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊中的各種傳感器采集到數(shù)據(jù)后，通過(guò)A/D接口或者串口模塊傳輸至數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，如標(biāo)定計(jì)算，然后將處理后的數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行臨時(shí)存儲(chǔ)；同時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊將處理完畢的數(shù)據(jù)通過(guò)SPI總線傳輸至數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊，數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)對(duì)處理后的數(shù)據(jù)打包重構(gòu)，組合成特定的數(shù)據(jù)幀以無(wú)線的方式發(fā)送至其他車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述節(jié)點(diǎn)包括車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。
2.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊包括多個(gè)接口 A/D接口、1 接口、GPIO 口和串口，并通過(guò)上述口與數(shù)據(jù)處理模塊相連接。
3.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊通過(guò)SPI總線與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
4.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊通過(guò)1 接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
5.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述電源管理模塊通過(guò)DC-DC芯片連接數(shù)據(jù)處理模塊。
6.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊采用AT86RF230射頻芯片和SMA接口天線。
7.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用存儲(chǔ)芯片AT45DB041B。
8.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述電源管理模塊采用XC6221B303MR芯片。
9.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述外接電源采用汽車(chē)車(chē)載電源或3800mA/h的的鋰電池。
10.如權(quán)利要求1所述的多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，其特征在于，所述下載調(diào)試接口通過(guò)JTAG接口與數(shù)據(jù)處理模塊連接。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種多接口的車(chē)載無(wú)線智能傳感節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)包括車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、電源管理模塊、外接電源和下載調(diào)試接口，其中，所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊和下載調(diào)試接口分別連接所述數(shù)據(jù)處理模塊，所述電源管理模塊分別連接所述車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、外接電源和下載調(diào)試接口。本實(shí)用新型的車(chē)載傳感器數(shù)據(jù)的傳輸基于Zigbee協(xié)議的無(wú)線傳輸模式，避免了有線傳輸方式的大規(guī)模布線，降低了車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)感知部分布線的工作量和難度，提高了車(chē)載監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作效率。
文檔編號(hào)H04W88/02GK202172497SQ20112032160
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月30日
發(fā)明者史昕, 張建陽(yáng), 惠飛, 楊瀾, 趙祥模, 雷濤 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)