一種USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器的制造方法
【專利摘要】本實用新型一種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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號經(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。本實用新型解決了傳感器使用現(xiàn)場由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實現(xiàn)傳感器現(xiàn)場通過USB接口充電的功能。大幅提高傳感器帶電連續(xù)使用時間。
【專利說明】
一種USB可充電的Z i gBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實用新型涉及一種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)的氣壓測量裝置一般采用機械式氣壓表直接測量或者單一的傳感器測量，由人工現(xiàn)場讀數(shù)完成數(shù)據(jù)采集，機械式氣壓表測量雖然簡單，但需要花費大量勞動力且實時性較差，在數(shù)據(jù)采集過程中還容易出現(xiàn)人為錯誤；當現(xiàn)場有大量的氣壓(如氣囊船舶下水施工技術(shù)中有大量的氣囊)需要測量時，每讀完一次所有氣壓數(shù)據(jù)需要大量的時間。而基于ZigBee網(wǎng)絡(luò)模式的無線氣壓傳感器網(wǎng)絡(luò)則可測量多個測量點的氣壓并通過ZigBee協(xié)調(diào)器將各氣壓點的氣壓數(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、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。而且ZigBee聯(lián)盟制定了一個全球開放的標準，適用于設(shè)計可靠的、成本效益型、低功耗無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測及其控制產(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)點只需要很少的能量;功耗低，適于電池長期供電；可實現(xiàn)一點對多點，兩點間對等通信;具有快速組網(wǎng)自動配置、自動恢復功能;任意個傳感器之間可相互協(xié)調(diào)實現(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。由于電池容量有限，一次充電傳感器只能工作有限的時間，故現(xiàn)有傳感器在使用現(xiàn)場由于電池續(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)檢測技術(shù)傳感器節(jié)點電源的續(xù)航能力有限這一問題也迎刃而解。USB充電技術(shù)目前廣泛的應用于手機、相機、電動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，其應用領(lǐng)域幾乎涵蓋整個電子行業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型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，本實用新型解決了傳感器使用現(xiàn)場由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實現(xiàn)了氣壓傳感器現(xiàn)場通過Micro USB接口充電的功能，大幅提高了傳感器帶電連續(xù)使用時間。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是:本實用新型的USB可充電的ZigBee網(wǎng)絡(luò)無線氣壓傳感器，包括有Z i gBee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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號經(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]本實用新型采用的技術(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，能夠在室外使用之外，本實用新型還有效地解決了傳感器使用現(xiàn)場由于電池續(xù)航能力差、需頻繁拆裝傳感器以更換充電電池的麻煩，實現(xiàn)了氣壓傳感器現(xiàn)場通過Micro USB接口充電的功能，大幅提高了傳感器帶電連續(xù)使用時間；本實用新型解決了傳感器終端節(jié)點需要不斷更換電池的麻煩，通過在現(xiàn)場使用USB充電寶對傳感器充電能夠確保節(jié)點長時間工作不掉電；此外，本實用新型無論電池或是充電電源出現(xiàn)故障，能通過指示燈及時反映問題及原因，并能保護中央控制芯片不被高電壓電流損壞。本實用新型可應用于船舶下水施工用氣囊氣壓監(jiān)測、現(xiàn)場工業(yè)控制、輪胎壓力監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的原理框圖。
【具體實施方式】
[0010]實施例:
[0011]本實用新型的原理框圖如圖1所示，本實用新型的USB可充電的Zi gBe e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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號傳輸至Zi gBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號經(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。
[0012]本實施例中，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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號通過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。
[0013 ]此外，上述微處理器連接有指示模塊。本實施例中，述指示模塊是LED狀態(tài)指示燈。
[0014]另外，上述充電控制芯片設(shè)有電源管理單元。本實施例中，上述微處理器是8051CPU內(nèi)核。述模擬氣壓傳感器是MPX5700。
[0015]本實施例中，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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[0016]本實用新型的工作原理是:如圖1所示，當鋰電池的電量不足時，使用外部適配器通過Micro USB接口對鋰電池進行充電，充電時，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鋰電池充電，若適配器提供的電壓狀態(tài)符合充電標準，充電控制芯片向鋰電池按設(shè)定的充電電流進行充電，鋰電池充滿之后，充電控制芯片自動終止充電模式。當系統(tǒng)進入正常工作過程，接通鋰電池后，先經(jīng)升壓轉(zhuǎn)換電路將3.7V電壓變?yōu)闃藴?V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。
[0017]上面結(jié)合附圖原理框圖對本實用新型的實施方式作了詳細說明，但是本實用新型并不限于上述實施例，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以對其做出種種變化。
【主權(quán)項】
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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號傳輸至ZigBee無線通訊模塊，ZigBee無線通訊模塊輸出的信號經(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到氣壓變化產(chǎn)生模擬輸出信號通過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，其特征在于上述微處理器是8051CPU內(nèi)核。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項所述的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。
【文檔編號】H02J50/10GK205449375SQ201521112826
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月29日
【發(fā)明人】陳健, 胡齊龍
【申請人】廣東工業(yè)大學