專利名稱：帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具體來說采用8位微控制器、三軸加速度傳感器與GPS定位模塊來實現(xiàn)三個方向的加速度數(shù)字輸出，可用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。
背景技術：
隨著信息采集與智能計算技術的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動通信網(wǎng)的廣泛應用，物聯(lián)網(wǎng)技術已經在工業(yè)、農業(yè)、服務業(yè)、環(huán)保、交通等領域得到了應用。傳感器技術是物聯(lián)網(wǎng)的基礎，物聯(lián)網(wǎng)將依靠傳感器作為數(shù)據(jù)輸入端，通過各種傳感器采集或獲取自然界的各種物理量、化學量、生物量等，從而提高對物質世界的感知能力，實現(xiàn)智能化 的決策和控制。GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測時測距導航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎的無線電導航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實時性的導航、定位和定時的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標、速度和時間。GPS設備可以提供精準的空間位置信息，將GPS技術與傳感器技術、物聯(lián)網(wǎng)技術相結合，在獲取傳感器所輸出的信息同時同步獲取空間位置信息，因而有利于物聯(lián)網(wǎng)技術的推廣。無線傳感器網(wǎng)絡技術作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項關鍵技術，能夠協(xié)同地實時監(jiān)測、感知和采集網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，并對其進行處理，處理后的信息通過無線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡方式傳送給觀察者。ZigBee技術作為無線傳感器網(wǎng)絡技術中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點，應用范圍很廣。
發(fā)明內容本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種成本低廉、結構簡單、易于推廣的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊。本實用新型所采用的技術方案是一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器，還包括與控制器相連的加速度檢測采集電路；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進行數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接口連接器。所述的加速度檢測采集電路與控制器通過模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與輸出。所述的GPS定位模塊與控制器的1/0 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。所述的通訊接口連接器與控制器的串口和1/0 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者與ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展,組成無線傳感器網(wǎng)絡中的一個節(jié)點。
圖I是本實用新型的整體框圖；圖2是本實用新型加速度檢測采集電路原理圖；圖3是本實用新型GPS定位模塊電路原理圖；圖4是本實用新型50管腳通訊接口連接器原理圖；圖5是本實用新型的電源電路原理圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實例對本實用新型作進一步說明。本實用新型的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，采用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊與8位微控制器來實現(xiàn)三個方向的加速度數(shù)字輸出，以便用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。如圖I所示，本實用新型的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器(I)，還包括與控制器相連的加速度檢測采集電路(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于數(shù)據(jù)傳輸及功能擴展的通訊接口連接器(4);與控制器、加速度檢測采集電路相連的用于提供電源的電源電路(5)。如圖2所示，加速度檢測采集電路通過模擬兩線式串行總線I2C通訊接口進行三軸加速度的采集與數(shù)字輸出。如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過控制器的I/o 口相連，采用模擬串口時序來完成GPS坐標信息的接收。如圖4所示，本實用新型的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊具有50管腳的通訊接口連接器，與控制器的串口和I/O 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者ZigBee節(jié)點板相連進行功能的擴展，組成無線傳感器網(wǎng)絡中的一個節(jié)點。如圖5所示，本實用新型的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊由于采用電池或者外部供電兩種方式提供電源，故通過開關進行切換，BL8530-3. 3V升壓芯片用于對電池供電時進行電源升壓；AMS1117-3. 3V降壓穩(wěn)壓芯片用于外部供電時進行電源的降壓
與穩(wěn)壓。
權利要求1.一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的加速度檢測采集電路⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的通訊接口連接器(4)。
2.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的加速度檢測采集電路(2)與控制器(I)通過模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。
3.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的GPS定位模塊(3)與控制器(I)的I/O 口相連，采用模擬串口時序來接收GPS定位模塊輸出的坐標信息。
4.根據(jù)權利要求I所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，其特征在于所述的通訊接口連接器(4)與控制器(I)的串口和I/O 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸及功能擴展。
專利摘要一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點模塊，可以數(shù)字輸出三個方向的加速度，可用于精確空間位置下的汽車制動啟動檢測、機械、道路橋梁振動測試以及報警系統(tǒng)等多個方面。所述節(jié)點模塊包括ATmega8L控制器(1)；加速度檢測采集電路(2)；GPS定位模塊(3)；通訊接口連接器(4)；電源電路(5)。本實用新型利用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊和單片機實現(xiàn)三軸加速度的測量，具有結構簡單，成本低廉，易于推廣等特點。
文檔編號G05B19/042GK202583242SQ20122025107
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權日2012年5月29日
發(fā)明者吳興利, 田立國, 李猛, 陳志亮 申請人:天津職業(yè)技術師范大學