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根据Zigbee技能的传感与节点电源模块电路设计

Zigbee技术作为无线传感器网络(WSN)的核心技术之一它具有如下特点:1)设备能耗低,电池供电,适用于常规供电方式不可用的野外、田间。2)通信可靠,网络自组织、自愈合,无需人工干预。各通信节点之间

  Zigbee技能作为无线传感器网络(WSN)的核心技能之一它具有如下特色:1) 设备能耗低,电池供电,适用于惯例供电方法不可用的户外、田间。2) 通讯牢靠,网络自组织、自愈合,无需人工干预。各通讯节点之间依据确认的路由规矩主动找寻、参加网络。当节点脱离、毛病、移动时,网络能够自我修正并构成新的拓补结构。3) 本钱低价,设备的复杂度低且网络容量大。Zigbee协议是免费的,TI等公司也现已推出了相关免费协议栈,且其作业在2.4Ghz全球免执照频段,这使其产品化本钱极低。4)数据安全。Zigbee支撑数据完整性和鉴权工程、AES-128加密算法。新版本的Zigbee Pro支撑更高档的安全算法,并能依据运用场景不同灵敏装备。

  体系作业原理如下:终端传感节点收集数据后向路由节点发送数据包,路由节点汇总各节点数据包后向和谐器节点转发。和谐器节点接到数据包后持续向上转发至串口转网口设备。串转网设备将接到的串口数据包从头打包成RJ45数据包经无线路由器转发至现场监控PC。与此一起散布在温室中的无线IP摄像头也将数据经过路由器传至现场监控PC。手持嵌入式网关一起也能够直接接入路由器实时显现环境数据。现场监控PC装置有服务体系,作为Server服务器,长途PC直接经过浏览器和IP地址拜访即可完成长途测控。上述首要是传感数据的上行链路,下行链路相似,由上位机宣布操控指令,顺次经路由器、串转网设备、和谐器终究转发至对应操控节点履行操控指令。

  传感操控模块规划

  传感和操控模块是体系完成测控的底子。空气温湿度传感器选用瑞士Sensirion推出的SHT11数字温湿度传感器,IIC接口,湿度值输出分辨率为 14位,温度值输出分辨率为12位,并可编程为12位和8位。电源电压规模为2.4~5.5 V。电流耗费:丈量时为550μA,平均为28μA,休眠时为3μA[4, 5]。光照传感器选用光敏探头BPW34S[6],光敏探头经运放处理后到AD输入。传感操控模块中均选用NXP公司IIC总线操控GPIO扩展芯片 PCA9554供给8位并行I/O口。处理器经过IIC直接读取SHT11温湿度数据,经过AD直接读取光照数据。传感模块原理图如图3。

  

  操控模块首要选用继电器和DA模仿电压输出。继电器模块原理图如图。上位机下达操控指令后,PCA9554驱动相关I/O口使三极管导通或断开驱动继电器闭合或断开。

  

  DA程控模仿电压输出模块选用TI公司DA芯片DAC5573和缓冲扩大运放运用TLV2372。DAC5573最大输出电压为3.0V,经运放TLV2372扩大3.3倍后输出约为10V。电压输出模块原理图如图。

  

  节点电源模块规划

  节点电源模块规划选用的是TI公司TPS63001DRC(3.3V)和TPS63002DRC(5.0V)两款DC/DC电源转化芯片为体系供给安稳的 3.3V和5.0V电压。体系规划成两节干电池或USB供电方法,预留锂电池接口。供电电源之间可无缝切换。电源模块原理图如图。

  

  该体系将当时抢手物联网核心技能之一的Zigbee技能运用于温室监控体系中,完成了温室根本环境因子的收集与操控,并完成了监控的长途可视化操作,牢靠性高、抗干扰能力强。规划处理传统温室中线缆犬牙交错,安置不方便且保护本钱高的难题,具有很高的有用含义与推行价值。

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