專利名稱：一種可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種基于超聲波水深距離測量、傾角檢測校正誤差和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備。
背景技術(shù)：
無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的微型傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其目的是協(xié)作地感知、采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地理區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報(bào)告給信息獲取者。傳感器、感知對象和信息獲取者構(gòu)成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的三個(gè)要素。WSN技術(shù)綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)，在軍事國防、工農(nóng)業(yè)控制、城市管理、環(huán)境檢測、搶險(xiǎn)救災(zāi)、危險(xiǎn)區(qū)域遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。隨著高科技水下地形測量手段的發(fā)展和廣泛應(yīng)用，水下地形測量的觀測精度已大大提高，然而水下地形測量中的測深誤差問題依然存在，如儀器誤差、波浪誤差、讀數(shù)誤差等，必然制約著水下地形測量總體精度的提高。而傳統(tǒng)的水下地形測量往往是人工測量，測量的成本較高且無法做到實(shí)時(shí)監(jiān)測。由于超聲波指向性強(qiáng)，能量消耗緩慢，在介質(zhì)中傳播的距離較遠(yuǎn)，因而超聲波常用于距離的測量。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計(jì)算簡單、易于做到實(shí)時(shí)控制，并且在測量精度方面能達(dá)到工業(yè)實(shí)用的要求。本實(shí)用新型提供了一種可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，針對目前水文監(jiān)測的實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程和大面積的要求，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)水域水深狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)測，從而作為整個(gè)無線水深監(jiān)測傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要組成部分。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服水深測量技術(shù)中的不足，提供了一種可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，在現(xiàn)場只需通過簡單的安裝便可對目標(biāo)水域的水深進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、大面積的監(jiān)測。本實(shí)用新型所采取的具體技術(shù)方案:可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)包括BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊、超聲波測距傳感器模塊、串行通訊電路模塊、傾角檢測電路模塊。所述的BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊為產(chǎn)品型號(hào)BX-WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其電源接口 VCC為超聲波測距傳感器模塊、串行通訊電路模塊和傾角檢測電路模塊提供電源，串行通信接口 UARTlRx連接串行通訊電路模塊中接插件Jl的接口 2，模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC接口連接傾角檢測模塊中接插件J4的接口 3，數(shù)字1/01接口連接超聲波測距傳感器模塊的接口 1，數(shù)字1/02接口連接傾角檢測模塊中接插件J4的接口 4，GND接口接地。所述的超聲波測距傳感器模塊為產(chǎn)品型號(hào)MB7067超聲波測距傳感器，提供7個(gè)接插接口，其中信號(hào)控制輸出接口 I連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字1/01接口，接口 2、4不使用，接口 3懸空，RS232串口信號(hào)輸出接口 5連接串行通訊電路模塊中的RxD接口，電源VCC接口連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊電源接口，GND接口接地。所述的串行通訊電路模塊包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5，接插件J1、接插件J2、第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第一指示燈D1、第二指示燈D2、第三指示燈D3和串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul ;串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳連接第一濾波電容Cl的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的2腳連接第三濾波電容C3的一端，第三濾波電容C3的另一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接第一濾波電容Cl的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳連接第二濾波電容C2的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳連接第二濾波電容C2的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的6腳連接第五濾波電容C5的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的11腳連接接插件J2的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的12腳連接接插件J2的4腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的13腳連接接插件Jl的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的14腳連接接插件Jl的2腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的15腳接第五濾波電容C5的另一端并接地，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳連接
3.3V電源，第四濾波電容C4的一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，第四濾波電容C4的另一端接地，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的7腳、8腳、9腳、10腳懸空；接插件Jl的5腳接地，接插件Jl的I腳、4腳、6腳、7腳、8腳、9腳懸空；接插件J2的I腳連接3.3V電源，接插件J2的2引腳接地；第一指示燈Dl的正極連接第一限流電阻Rl的一端，第一指示燈Dl的負(fù)極接地；第一限流電阻Rl的另一端接VCC ;第二指示燈D2的正極連接第二限流電阻R2的一端，第二指示燈D2的負(fù)極接地；第二限流電阻R2的另一端接TxD信號(hào)；第三指示燈D3的正極連接第三限流電阻R3的一端，第三指示燈D3的負(fù)極接地；第三限流電阻R3的另一端接RxD信號(hào)，所述串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul采用美信半導(dǎo)體的MAX3232E。所述的傾角檢測電路模塊包括第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9、第十 濾波電容C10、第^^一濾波電容Cl 1、第十二濾波電容C12、接插件J3、接插件J4、第四指示燈D4、第四限流電阻R4、三軸加速度傳感器芯片U2、三端穩(wěn)壓器U3 ；三軸加速度傳感器芯片U2的2腳連接接插件J4的I腳，三軸加速度傳感器芯片U2的3腳連接接插件J4的2腳，三軸加速度傳感器芯片U2的4腳連接接插件J4的3腳，三軸加速度傳感器芯片U2的5腳接地，三軸加速度傳感器芯片U2的6腳連接VCC，三軸加速度傳感器芯片U2的7腳連接接插件J4的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的9腳連接接插件J4的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的10腳連接接插件J3的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的13腳連接接插件J3的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的I腳、8腳、11腳、12腳、14腳懸空；第六濾波電容C6的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的2腳，第六濾波電容C6的另一端接地；第七濾波電容C7的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的3腳，第七濾波電容C7的另一端接地；第八濾波電容C8的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的4腳，第八濾波電容C8的另一端接地；第九濾波電容C9的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的6腳，第九濾波電容C9的另一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的5腳；接插件J3的2腳連接3.3V電源，接插件J3的3腳接地；第四指示燈D4正極連接第四限流電阻R4的一端，第四指示燈D4負(fù)極接地；第四限流電阻R4的另一端接VCC ;第十濾波電容ClO的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳，第十濾波電容ClO的另一端接地；第^^一濾波電容Cll的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳，第i^一濾波電容Cll的另一端接地；第十二濾波電容C12的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的3腳，第十二濾波電容C12的另一端接地；三端穩(wěn)壓器U3的2腳接地，所述三軸加速度傳感器芯片U2采用飛思卡爾微型電容式三軸加速度傳感器MMA7361，三端穩(wěn)壓器U3采用立锜的RT9161-33CV。與背景技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果在于:(I)本實(shí)用新型設(shè)備基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，利用超聲波進(jìn)行水深測量，同時(shí)利用傾角檢測校正誤差，通過無線得到較為精確的數(shù)據(jù)，對目標(biāo)水域的水深進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、大面積的監(jiān)測。(2)本實(shí)用新型設(shè)備運(yùn)行能耗低、現(xiàn)場安裝方便、內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單、使用壽命長且成本低。設(shè)備采用低功耗設(shè)計(jì)技術(shù)，降低了系統(tǒng)能耗，可長時(shí)間運(yùn)行；系統(tǒng)供電可選擇電池供電或二芯電源供電。(3)設(shè)備的適應(yīng)性強(qiáng)。節(jié)點(diǎn)設(shè)備的各部件均采用符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的器件，在惡劣環(huán)境下具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，充分考慮了水面環(huán)境防潮、防腐及安全等因素。

圖1為本實(shí)用新型使用場合的示意圖；圖2為本實(shí)用新型可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊示意圖；圖4為圖2中超聲波測距傳感器模塊示意`[0021]圖5為圖2中串行通訊電路模塊示意圖；圖6為圖2中傾角檢測電路模塊示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。如圖1所示，水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用的場合為水庫，航道等水域。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)水深監(jiān)測系統(tǒng)包括可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)1-1、匯聚節(jié)點(diǎn)1-2、顯不終端1-3。如圖2所示，本實(shí)用新型包括BX-WSN節(jié)點(diǎn)2_1、超聲波測距傳感器2_2、串行通訊電路2-3、傾角檢測電路2-4。如圖3所示，BX-WSN節(jié)點(diǎn)為產(chǎn)品型號(hào)BX-WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，是專為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的通用節(jié)點(diǎn)，其結(jié)構(gòu)可分為電源供應(yīng)模塊、處理器模塊、無線通信模塊、串口模塊、傳感器模塊。BX-WSN節(jié)點(diǎn)為用戶提供了連接其他設(shè)備的擴(kuò)展接口，如提供外接串行通信接口 UARTO和UART1，多個(gè)數(shù)字I/O接口和多個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC接口等。BX-WSN節(jié)點(diǎn)提供豐富的擴(kuò)展接口，在此僅對使用的接口做簡要說明:電源接口 VCC為可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的其他模塊提供電源，串行通信接口 UARTlRx連接串行通訊電路模塊接插件Jl的接口 2，模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC接口連接傾角檢測模塊接插件J4的接口 3，數(shù)字1/01接口連接超聲波測距傳感器模塊的接口 1，數(shù)字1/02接口連接傾角檢測模塊接插件J4的接口4，GND接口接地。[0027]如圖4所示，所述的超聲波測距傳感器為產(chǎn)品型號(hào)MB7067超聲波測距傳感器，該傳感器精度高、防水性好、性能穩(wěn)定，能抵御各種天氣因素的干擾，能適應(yīng)于室外監(jiān)測，同時(shí)擁有自動(dòng)校正，實(shí)時(shí)去噪等功能，三種輸出方式分別為RS232串口信號(hào)輸出方式，模擬量輸出方式及脈沖輸出方式。本實(shí)用新型選用RS232串口信號(hào)輸出方式。該傳感器提供7個(gè)接插接口，其中信號(hào)控制輸出接口 I連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字1/01接口，接口 2、4不使用，接口 3懸空，RS232串口信號(hào)輸出接口 5連接串行通訊電路的RxD接口，電源VCC接口連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊電源供應(yīng)接口，GND接口接地。如圖5所示，所述的串行通訊電路包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5，接插件J1、接插件J2、第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第一指示燈D1、第二指示燈D2、第三指示燈D3、串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul。串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳連接第一濾波電容Cl的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的2腳連接第三濾波電容C3的一端，第三濾波電容C3的另一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接第一濾波電容Cl的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳連接第二濾波電容C2的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳連接第二濾波電容C2的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的6腳連接第五濾波電容C5的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的11腳連接接插件J2的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的12腳連接接插件J2的4腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的13腳連接接插件Jl的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的14腳連接接插件Jl的2腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的15腳接第五濾波電容C5的另一端并接地，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳連接3.3V電源，第四濾波電容C4的一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，第四濾波電容C4的另一端接地，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的7腳、8腳、9腳、10腳懸空；接插件Jl的5腳接地，接插件Jl的I腳、4腳、6腳、7腳、8腳、9腳懸空；接插件J2的I腳連接3.3V電源，接插件J2的2引腳接地；第一指示燈Dl的正極連接第一限流電阻Rl的一端，第一指示燈Dl的負(fù)極接地；第一限流電阻Rl的另一端接VCC ;第二指示燈D2的正極連接第二限流電阻R2的一端，第二指示燈D2的負(fù)極接地；第二限流電阻R2的另一端接TxD信號(hào)；第三指示燈D3的正極連接第三限流電阻R3的一端，第三指示燈D3的負(fù)極接地；第三限流電阻R3的另一端接RxD信號(hào)。第一濾波電容Cl采用0.luF/25V電解電容、第二濾波電容C2采用0.luF/25V電解電容、第三濾波電容C3采用0.luF/25V電解電容、第四濾波電容C4采用
0.1UF/25V電解電容、第五濾波電容C5采用0.luF/25V電解電容、接插件Jl采用DB9接插件、接插件J2采用XH2.54-4P接插件、第一限流電阻Rl采用lkQ/0.125W電阻、第二限流電阻R2采用lkQ/0.125W電阻、第三限流電阻R3采用Ik Ω/0.125W電阻、第一指示燈D2采用紅色發(fā)光二極管、第二指示燈D3采用綠色發(fā)光二極管、第三指示燈D4采用黃色發(fā)光二極管、串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul采用美信半導(dǎo)體的MAX3232E，串行通訊電路用來連接超聲波測距傳感器模塊與BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊，其中的第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5用來為串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul提供濾波，第一限流電阻Rl用來對第一指示燈Dl限流，第二限流電阻R2用來對第二指示燈D2限流，第三限流電阻R3用來對第三指示燈D3限流，第一指示燈Dl用來指示電源是否正常，第二指示燈D2用來指示是否有TxD信號(hào)，第三指示燈D3用來指示是否有RxD信號(hào)，接插件Jl用來連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊，接插件J2用來連接超聲波測距傳感器模塊，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul用來實(shí)現(xiàn)RS232串行通訊中TTL電平和EIA電平的轉(zhuǎn)換。如圖6所示，所述的傾角檢測電路模塊包括第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9、第十濾波電容C10、第^^一濾波電容Cl 1、第十二濾波電容Cl2、接插件J3、接插件J4、第四指示燈D4、第四限流電阻R4、三軸加速度傳感器芯片U2、三端穩(wěn)壓器U3。三軸加速度傳感器芯片U2的2腳連接接插件J4的I腳，三軸加速度傳感器芯片U2的3腳連接接插件J4的2腳，三軸加速度傳感器芯片U2的4腳連接接插件J4的3腳，三軸加速度傳感器芯片U2的5腳接地，三軸加速度傳感器芯片U2的6腳連接VCC，三軸加速度傳感器芯片U2的7腳連接接插件J4的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的9腳連接接插件J4的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的10腳連接接插件J3的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的13腳連接接插件J3的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的I腳、8腳、11腳、12腳、14腳懸空；第六濾波電容C6的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的2腳，第六濾波電容C6的另一端接地；第七濾波電容C7的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的3腳，第七濾波電容C7的另一端接地；第八濾波電容C8的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的4腳，第八濾波電容C8的另一端接地；第九濾波電容C9的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的6腳，第九濾波電容C9的另一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的5腳；接插件J3的2腳連接3.3V電源，接插件J3的3腳接地；第四指示燈D4正極連接第四限流電阻R4的一端，第四指示燈D4負(fù)極接地；第四限流電阻R4的另一端接電源VCC ;第十濾波電容ClO的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳，第十濾波電容ClO的另一端接地；第^^一濾波電容Cll的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳,第^ 濾波電容Cll的另一端接地；第十二濾波電容C12的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的3腳，第十二濾波電容C12的另一端接地；三端穩(wěn)壓器U3的2腳接地。第六濾波電容C6采用3.3nF/25V貼片電容，第七濾波電容C7采用3.3nF/25V貼片電容，第八濾波電容C8采用3.3nF/25V貼片電容，第九濾波電容C9采用0.01uF/25V貼片電容，第十濾波電容ClO采用0.01uF/25V貼片電容，第i^一濾波電容Cll采用10uF/16V貼片電容，第十二濾波電容C12采用10uF/16V貼片電容，第四指示燈D4采用紅色發(fā)光二極管，第四限流電阻R4采用lkQ/0.125W電阻，三軸加速度傳感器芯片U2采用飛思卡爾微型電容式三軸加速度傳感器MMA7361，三端穩(wěn)壓器U3采用立锜的RT9161-33CV。其中第六濾波電容C6、第七濾波電容C 7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9為三軸加速度傳感器芯片U2提供濾波，第十濾波電容C10、第i^一濾波電容Cl 1、第十二濾波電容C12用來為3.3V電源濾波，接插件J3、接插件J4用來連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)，第四限流電阻R4用來對第四指示燈D4限流，第四指示燈D4用來指示電源是否正常，三軸加速度傳感器芯片U2用來產(chǎn)生三軸加速度信號(hào)，三端穩(wěn)壓器U3用來產(chǎn)生3.3V電源。本實(shí)用新型的工作過程為:本實(shí)用新型中BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的電源模塊為超聲波測距傳感器模塊、串行通訊電路模塊、傾角檢測模塊供電。在一定的周期時(shí)間內(nèi)，BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字1/01接口置高電平，打開超聲波測距傳感器模塊的RS232串口信號(hào)輸出方式，此時(shí)超聲波測距傳感器模塊對水深進(jìn)行感知測量，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)串行通訊電路模塊電平轉(zhuǎn)換后傳輸至BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的處理器。超聲波測距傳感器模塊和BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的通訊協(xié)議為:一個(gè)周期內(nèi)發(fā)送的數(shù)據(jù)量共有5個(gè)字節(jié)，包括一個(gè)字節(jié)的同步頭，三個(gè)字節(jié)的有效數(shù)據(jù)和一個(gè)字節(jié)的結(jié)束符。其中同步頭為一個(gè)字節(jié)ASCII碼“R”，結(jié)束符為ASCII碼“ 13”。ΒΧ-ffSN節(jié)點(diǎn)模塊的處理器根據(jù)通訊協(xié)議處理得到有效數(shù)據(jù)，并將ASCII碼形式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。在相同的時(shí)間周期內(nèi)，BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字1/02接口置高電平，打開傾角檢測模塊的休眠使能接口，此時(shí)傾角檢測模塊處于工作狀態(tài)，對節(jié)點(diǎn)位置的傾斜度進(jìn)行感知測量，得到的數(shù)據(jù)經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后傳輸至BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的處理器，處理器根據(jù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部設(shè)置好的參考電平對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理。最后，BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的無線通訊模塊將最終處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送。各節(jié)點(diǎn)監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他節(jié)點(diǎn)逐跳地進(jìn)行傳輸，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點(diǎn)，到達(dá)處理終端。
權(quán)利要求1.一種可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，包括BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊、超聲波測距傳感器模塊、串行通訊電路模塊、傾角檢測電路模塊，其特征在于: 所述的BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊為產(chǎn)品型號(hào)BX-WSN無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其電源接口 VCC為超聲波測距傳感器模塊、串行通訊電路模塊和傾角檢測電路模塊提供電源，串行通信接口UARTIRx連接串行通訊電路模塊中接插件Jl的接口 2，模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC接口連接傾角檢測模塊中接插件J4的接口 3，數(shù)字1/01接口連接超聲波測距傳感器模塊的接口 1，數(shù)字1/02接口連接傾角檢測模塊中接插件J4的接口 4，GND接口接地； 所述的超聲波測距傳感器模塊為產(chǎn)品型號(hào)MB7067超聲波測距傳感器，提供7個(gè)接插接口，其中信號(hào)控制輸出接口 I連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字1/01接口，接口 2、4不使用，接口 3懸空，RS232串口信號(hào)輸出接口 5連接串行通訊電路模塊中的RxD接口，電源VCC接口連接BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊電源接口，GND接口接地； 所述的串行通訊電路模塊包括第一濾波電容Cl、第二濾波電容C2、第三濾波電容C3、第四濾波電容C4、第五濾波電容C5，接插件J1、接插件J2、第一限流電阻R1、第二限流電阻R2、第三限流電阻R3、第一指示燈D1、第二指示燈D2、第三指示燈D3和串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul ;串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的I腳連接第一濾波電容Cl的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的2腳連接第三濾波電容C3的一端，第三濾波電容C3的另一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的3腳連接第一濾波電容Cl的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的4腳連接第二濾波電容C2的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的5腳連接第二濾波電容C2的另一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的6腳連接第五濾波電容C5的一端，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的11腳連接接插件J2的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的12腳連接接插件J2的4腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的13腳連接接插件Jl的3腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的14腳連接接插件Jl的2腳，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的15腳接第五濾波電容C5的另一端并接地，串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳連接3.3V電源，第四濾波電容C4的一端連接串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul的16腳，第四濾波電容C4的另一端接地，串行通訊電平 轉(zhuǎn)換芯片Ul的7腳、8腳、9腳、10腳懸空；接插件Jl的5腳接地，接插件Jl的I腳、4腳、6腳、7腳、8腳、9腳懸空；接插件J2的I腳連接3.3V電源，接插件J2的2引腳接地；第一指示燈Dl的正極連接第一限流電阻Rl的一端，第一指示燈Dl的負(fù)極接地；第一限流電阻Rl的另一端接VCC ;第二指示燈D2的正極連接第二限流電阻R2的一端，第二指示燈D2的負(fù)極接地；第二限流電阻R2的另一端接TxD信號(hào)；第三指示燈D3的正極連接第三限流電阻R3的一端，第三指示燈D3的負(fù)極接地；第三限流電阻R3的另一端接RxD信號(hào)，所述串行通訊電平轉(zhuǎn)換芯片Ul采用美信半導(dǎo)體的MAX3232E ； 所述的傾角檢測電路模塊包括第六濾波電容C6、第七濾波電容C7、第八濾波電容C8、第九濾波電容C9、第十濾波電容C10、第^^一濾波電容Cl 1、第十二濾波電容C12、接插件J3、接插件J4、第四指示燈D4、第四限流電阻R4、三軸加速度傳感器芯片U2、三端穩(wěn)壓器U3;三軸加速度傳感器芯片U2的2腳連接接插件J4的I腳，三軸加速度傳感器芯片U2的3腳連接接插件J4的2腳，三軸加速度傳感器芯片U2的4腳連接接插件J4的3腳，三軸加速度傳感器芯片U2的5腳接地，三軸加速度傳感器芯片U2的6腳連接VCC，三軸加速度傳感器芯片U2的7腳連接接插件J4的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的9腳連接接插件J4的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的10腳連接接插件J3的4腳，三軸加速度傳感器芯片U2的13腳連接接插件J3的5腳，三軸加速度傳感器芯片U2的I腳、8腳、11腳、12腳、14腳懸空；第六濾波電容C6的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的2腳，第六濾波電容C6的另一端接地；第七濾波電容C7的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的3腳，第七濾波電容C7的另一端接地；第八濾波電容C8的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的4腳，第八濾波電容C8的另一端接地；第九濾波電容C9的一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的6腳，第九濾波電容C9的另一端連接三軸加速度傳感器芯片U2的5腳；接插件J3的2腳連接`3.3V電源，接插件J3的3腳接地；第四指示燈D4正極連接第四限流電阻R4的一端，第四指示燈D4負(fù)極接地；第四限流電阻R4的另一端接VCC ;第十濾波電容ClO的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳，第十濾波電容ClO的另一端接地；第^^一濾波電容Cll的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的I腳，第i^一濾波電容Cll的另一端接地；第十二濾波電容C12的一端連接三端穩(wěn)壓器U3的3腳，第十二濾波電容C12的另一端接地；三端穩(wěn)壓器U3的2腳接地，所述三軸加速度傳感器芯片U2采用飛思卡爾微型電容式三軸加速度傳感器MMA7361，三端穩(wěn)壓器U3采用立锜的RT9161-33CV。``
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種可用于水深監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。本實(shí)用新型中超聲波測距傳感器模塊的RS232串口信號(hào)輸出接口與串行通訊模塊RxD接口連接，信號(hào)控制輸出接口與BX-WSN節(jié)點(diǎn)數(shù)字I/O1接口連接；串行通訊電路模塊的RS232電平轉(zhuǎn)換輸出接口與BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊UATR1RX接口連接；傾角檢測電路模塊的Z軸加速度信號(hào)輸出接口與BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的模數(shù)轉(zhuǎn)換ADC接口連接，休眠使能接口與BX-WSN節(jié)點(diǎn)模塊的數(shù)字I/O2接口連接。本實(shí)用新型利用超聲波進(jìn)行水深測量，同時(shí)利用傾角檢測校正誤差，通過無線得到較為精確的數(shù)據(jù)，對目標(biāo)水域的水深進(jìn)行實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程、大面積的監(jiān)測。
文檔編號(hào)G01C13/00GK202928575SQ20122060478
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者高申勇, 張穎, 劉春平 申請人:浙江水利水電專科學(xué)校