USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，屬于ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器的創(chuàng)新技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的氣壓測(cè)量裝置一般采用機(jī)械式氣壓表直接測(cè)量或者單一的傳感器測(cè)量，由人工現(xiàn)場(chǎng)讀數(shù)完成數(shù)據(jù)采集，機(jī)械式氣壓表測(cè)量雖然簡(jiǎn)單，但需要花費(fèi)大量勞動(dòng)力且實(shí)時(shí)性較差，在數(shù)據(jù)采集過程中還容易出現(xiàn)人為錯(cuò)誤；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)有大量的氣壓(如氣囊船舶下水施工技術(shù)中有大量的氣囊)需要測(cè)量時(shí)，每讀完一次所有氣壓數(shù)據(jù)需要大量的時(shí)間。而基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)模式的無線氣壓傳感器網(wǎng)絡(luò)則可測(cè)量多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的氣壓并通過ZigBee協(xié)調(diào)器將各氣壓點(diǎn)的氣壓數(shù)據(jù)收集在一起，再通過PC界面顯示，也可以通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議轉(zhuǎn)換器將其送入云端并通過手機(jī)、平板電腦等查看氣壓數(shù)據(jù)。
[0003]ZigBee技術(shù)是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在要求數(shù)據(jù)采集或監(jiān)控的網(wǎng)點(diǎn)多、傳輸數(shù)據(jù)量不大但設(shè)備成本低、數(shù)據(jù)傳輸安全性高、設(shè)備體積小、地形復(fù)雜需要較大的網(wǎng)絡(luò)覆蓋等條件下，ZigBee技術(shù)可以充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)。而且ZigBee聯(lián)盟制定了一個(gè)全球開放的標(biāo)準(zhǔn)，適用于設(shè)計(jì)可靠的、成本效益型、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)及其控制產(chǎn)品。
[0004]ZigBee技術(shù)組成的無線傳感網(wǎng)絡(luò)為中短距離、低速率無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。射頻傳輸成本低，各節(jié)點(diǎn)只需要很少的能量;功耗低，適于電池長(zhǎng)期供電；可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，兩點(diǎn)間對(duì)等通信;具有快速組網(wǎng)自動(dòng)配置、自動(dòng)恢復(fù)功能;任意個(gè)傳感器之間可相互協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信?？蛇m用于工業(yè)控制、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)監(jiān)控、數(shù)字家庭、智能樓宇監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。
[0005]基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)的氣壓傳感器由鋰離子電池驅(qū)動(dòng)。由于電池容量有限，一次充電傳感器只能工作有限的時(shí)間，故現(xiàn)有傳感器在使用現(xiàn)場(chǎng)由于電池續(xù)航能力差，存在需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩。隨著USB充電技術(shù)的不斷發(fā)展和日趨成熟，傳統(tǒng)工業(yè)檢測(cè)技術(shù)傳感器節(jié)點(diǎn)電源的續(xù)航能力有限這一問題也迎刃而解。USB充電技術(shù)目前廣泛的應(yīng)用于手機(jī)、相機(jī)、電動(dòng)剃須刀等各種電子產(chǎn)品領(lǐng)域，由于USB接口支持設(shè)備的即插即用和熱插拔，能同時(shí)完成數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備供電，因此越來越多的設(shè)備采用USB接口供電，其應(yīng)用領(lǐng)域幾乎涵蓋整個(gè)電子行業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，本發(fā)明解決了傳感器使用現(xiàn)場(chǎng)由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實(shí)現(xiàn)了氣壓傳感器現(xiàn)場(chǎng)通過Micro USB接口充電的功能，大幅提高了傳感器帶電連續(xù)使用時(shí)間。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案是:本發(fā)明的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，包括有ZigBee無線通訊模塊、充電模塊、模擬氣壓傳感器，其中充電模塊包括有充電控制芯片和接口電路，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，充電模塊中的充電控制芯片通過接口電路與外部電源連接，且充電控制芯片與鋰電池連接，鋰電池通過升壓轉(zhuǎn)換電路為模擬氣壓傳感器供電，且升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為ZigBee無線通訊模塊供電。
[0008]本發(fā)明采用的技術(shù)方案與其他技術(shù)相比，除了傳感器有防水防塵的優(yōu)點(diǎn)，能夠在室外使用之外，本發(fā)明還有效地解決了傳感器使用現(xiàn)場(chǎng)由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實(shí)現(xiàn)了氣壓傳感器現(xiàn)場(chǎng)通過Micro USB接口充電的功能，大幅提高了傳感器帶電連續(xù)使用時(shí)間;本發(fā)明解決了傳感器終端節(jié)點(diǎn)需要不斷更換電池的麻煩，通過在現(xiàn)場(chǎng)使用USB充電寶對(duì)傳感器充電能夠確保節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)時(shí)間工作不掉電；此外，本發(fā)明無論電池或是充電電源出現(xiàn)故障，能通過指示燈及時(shí)反映問題及原因，并能保護(hù)中央控制芯片不被高電壓電流損壞。本發(fā)明可應(yīng)用于船舶下水施工用氣囊氣壓監(jiān)測(cè)、現(xiàn)場(chǎng)工業(yè)控制、輪胎壓力監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、醫(yī)療等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的原理框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]實(shí)施例:
本發(fā)明的原理框圖如圖1所示，本發(fā)明的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，包括有ZigBee無線通訊模塊、充電模塊、模擬氣壓傳感器，其中充電模塊包括有充電控制芯片和接口電路，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，充電模塊中的充電控制芯片通過接口電路與外部電源連接，且充電控制芯片與鋰電池連接，鋰電池通過升壓轉(zhuǎn)換電路為模擬氣壓傳感器供電，且升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為ZigBee無線通訊模塊供電。
[0011]本實(shí)施例中，上述ZigBee無線通訊模塊包括射頻前端放大電路及射頻通信電路，射頻通信電路包括有微處理器及RF收發(fā)器，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換端口傳輸至微處理器，微處理器輸出的信號(hào)由RF收發(fā)器及射頻放大電路經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。上述升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為射頻通信電路和射頻前端放大電路供電。
[0012 ]此外，上述微處理器連接有指示模塊。本實(shí)施例中，述指示模塊是LED狀態(tài)指示燈。
[0013]另外，上述充電控制芯片設(shè)有電源管理單元。本實(shí)施例中，上述微控制器是8051CPU內(nèi)核。述模擬氣壓傳感器是MPX5700。
[0014]本實(shí)施例中，上述充電控制芯片是線性充電控制芯片。接口電路是Micro USB接
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[0015]本發(fā)明的工作原理是:如圖1所示，當(dāng)鋰電池的電量不足時(shí)，使用外部適配器通過Micro USB接口對(duì)鋰電池進(jìn)行充電，充電時(shí)，外部適配器接通外部電源，通過Micro USB接口連接充電控制芯片，充電控制芯片經(jīng)過判斷后決定是否對(duì)鋰電池充電，若適配器提供的電壓狀態(tài)符合充電標(biāo)準(zhǔn)，充電控制芯片向鋰電池按設(shè)定的充電電流進(jìn)行充電，鋰電池充滿之后，充電控制芯片自動(dòng)終止充電模式。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)入正常工作過程，接通鋰電池后，先經(jīng)升壓轉(zhuǎn)換電路將3.7V電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)5V電壓，一路5V電壓經(jīng)3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路后變?yōu)?.3V電壓供電至射頻通信電路和射頻前端放大電路正常工作；另一路5V電壓供電至模擬氣壓傳感器正常工作。
[0016]上面結(jié)合附圖原理框圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以對(duì)其做出種種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于包括有ZigBee無線通訊模塊、充電模塊、模擬氣壓傳感器，其中充電模塊包括有充電控制芯片和接口電路，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，充電模塊中的充電控制芯片通過接口電路與外部電源連接，且充電控制芯片與鋰電池連接，鋰電池通過升壓轉(zhuǎn)換電路為模擬氣壓傳感器供電，且升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為ZigBee無線通訊模塊供電。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述ZigBee無線通訊模塊包括射頻前端放大電路及射頻通信電路，射頻通信電路包括有微處理器及RF收發(fā)器，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換端口傳輸至微處理器，微處理器輸出的信號(hào)由RF收發(fā)器及射頻放大電路經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為射頻通信電路和射頻前端放大電路供電。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述微處理器連接有指示模塊。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述指示模塊是LED狀態(tài)指示燈。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述充電控制芯片設(shè)有電源管理單元。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述微控制器是8051CPU內(nèi)核。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述模擬氣壓傳感器是MPX5700。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述接口電路是Micro USB接口。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，其特征在于上述充電控制芯片是線性充電控制芯片。
【專利摘要】本發(fā)明一種USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，包括ZigBee無線通訊模塊、充電模塊、模擬氣壓傳感器，充電模塊包括充電控制芯片和接口電路，模擬氣壓傳感器檢測(cè)到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號(hào)傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號(hào)經(jīng)天線發(fā)送至ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，充電模塊中的充電控制芯片通過接口電路與外部電源連接，且充電控制芯片與鋰電池連接，鋰電池通過升壓轉(zhuǎn)換電路為模擬氣壓傳感器供電，且升壓轉(zhuǎn)換電路通過電壓轉(zhuǎn)換電路為ZigBee無線通訊模塊供電。本發(fā)明解決了傳感器使用現(xiàn)場(chǎng)由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實(shí)現(xiàn)傳感器現(xiàn)場(chǎng)通過USB接口充電的功能。大幅提高傳感器帶電連續(xù)使用時(shí)間。
【IPC分類】H04B1/3883
【公開號(hào)】CN105471463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511005244
【發(fā)明人】胡齊龍, 陳健, 周琦
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)
【公開日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日