專利名稱：一種無線智能多集成傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種傳感器，尤其涉及一種無線智能多集成傳感器，屬于無線傳 感器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有傳統(tǒng)的一般變送器，其大多數(shù)都為有線輸出形式，如4mA 20mA、0 5V、 RS485、RS232或繼電器輸出，必須要直流供電；還有一部分是無線傳感器，主要是基于民用 頻率433MHz的無線傳輸形式，一般傳輸距離較近，功耗也比較大，并且當(dāng)距離較遠(yuǎn)時，沒有 中轉(zhuǎn)功能，就無法滿足客戶需求；還有一部分是無線ZigBee傳感器，應(yīng)用頻率為2. 4GHz，符 合ZigBee協(xié)議，一般只能采集一種物理信息，并且傳輸距離近，這樣對需要同時監(jiān)測多個 物理信息和距離遠(yuǎn)的客戶，不僅達(dá)不到大范圍監(jiān)測的效果，而且增加了大量的硬件成本，還 給工程安裝調(diào)試也造成了許多麻煩。

實用新型內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有無線傳感器功耗大，傳輸距離近，不能中轉(zhuǎn)其它傳感器的數(shù) 據(jù)，僅僅單一采集一種物理信息的不足，提供一種無線智能多集成傳感器。本實用新型解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種無線智能多集成傳感器包括 主控模塊、探頭模塊、天線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊，所述 電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊 包括微處理器和無線收發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、無線收發(fā)模塊和探頭模塊 相連，所述無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；所述探頭模塊包括至少兩種具有不同功能的探 頭；所述至少兩種具有不同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信 號，所述微處理器用于采集探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至無線收發(fā)模塊，所述無線 收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天 線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至無線收發(fā)模塊；所述無線收發(fā)模塊用于將接收 到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號后再發(fā)送至微處理器。本實用新型的有益效果是本實用新型無線智能多集成傳感器采用多種測量各種 物理信息的探頭集成在一種無線傳感器上，降低了系統(tǒng)配套的成本和工程施工的成本，方 便了客戶的安裝，加快了工程的速度。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本實用新型還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，還包括參數(shù)配置模塊，所述參數(shù)配置模塊分別與電源模塊和微處理器相 連。進(jìn)一步，所述參數(shù)配置模塊包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口中至少一個或 者多個。進(jìn)一步，還包括功率放大器和低噪聲放大器，所述無線收發(fā)模塊分別與功率放大 器和低噪聲放大器相連，所述功率放大器和低噪聲放大器均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器用于 將接收的無線信號放大后再發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無 線信號并將其發(fā)送至低噪聲放大器，所述低噪聲放大器用于將接收到的外界無線信號中的 低頻噪聲過濾再進(jìn)行放大后發(fā)送至無線收發(fā)模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是由于增加了用于提高信號發(fā)送強度的功率放 大器和提高接收信號靈敏度的低噪聲放大器，在提高了可靠性的同時降低了功耗，大大增 加了傳輸距離和穩(wěn)定性，符合無線ZigBee協(xié)議，是一種具有自組網(wǎng)功能的高精度智能多集 成傳感器。進(jìn)一步，還包括功率放大器和旁路模塊，所述無線收發(fā)模塊分別與功率放大器和 旁路模塊相連，所述功率放大器和旁路模塊均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊用于將 接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器用于將接收的無線 信號放大后再發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其 發(fā)送至旁路模塊，所述旁路模塊用于將接收到的外界無線信號直接發(fā)送至無線收發(fā)模塊。進(jìn)一步，還包括低噪聲放大器和旁路模塊，所述無線收發(fā)模塊分別與低噪聲放大 器和旁路模塊相連，所述低噪聲放大器和旁路模塊均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊 用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至旁路模塊，所述旁路模塊用于將接收的無 線信號直接發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā) 送至低噪聲放大器，所述低噪聲放大器用于將接收到的外界無線信號中的低頻噪聲過濾再 進(jìn)行放大后發(fā)送至無線收發(fā)模塊。進(jìn)一步，所述探頭模塊包括用于采集溫度的土壤溫度探頭、用于采集亮度的照度 探頭、用于采集環(huán)境溫度和濕度的溫濕度探頭、用于采集二氧化碳濃度的二氧化碳探頭、用 于采集土壤水分含量的土壤水分探頭和用于采集大氣壓力的大氣壓力探頭中的至少兩個 探頭。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用多個具有不同功能的探頭集成在一起可 以擴大傳感器的使用范圍，同時采集多個物理量信息，集中上報，安裝方便，減少硬件成本， 為客戶帶來方便。進(jìn)一步，所述電源模塊包括直流供電模塊、電池供電模塊和太陽能供電模塊中的 至少一個或者多個模塊。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是采用直流、電池和太陽能三種供電方式，使傳 感器適用供電不方便的環(huán)境，或要求現(xiàn)場要求美觀，不允許出現(xiàn)明線的場合。所述電池供電 模塊可以為鋰電池。所述鋰電池可以為3.6V/19Ah鋰電池。所述太陽能供電模塊可以為太 陽能極板和蓄電池的組合體。所述太陽能極板和蓄電池的組合體可以為5V/3W的太陽能極 板和蓄電池的組合體。進(jìn)一步，所述無線收發(fā)模塊采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊。所述的頻率為2. 4GHz、ZigBee的協(xié)議可以采用ZigBee Pro協(xié)議。采用上述進(jìn)一 步方案的有益效果是由于無線收發(fā)模塊采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊， 其頻率不受民用頻率干擾，降低了功耗，達(dá)到高可靠性，并且實現(xiàn)中轉(zhuǎn)路由和自組網(wǎng)功能。
圖1為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例五的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例六的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例七的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本實用新型無線智能多集成傳感器實施例八的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本實用 新型，并非用于限定本實用新型的范圍。實施例一如圖1所示，在本實施例中，所述傳感器包括電源模塊10、主控模塊20、探頭模塊 40和天線模塊50。所述電源模塊10分別與主控模塊20和探頭模塊40相連，所述主控模 塊20和天線模塊50相連。所述主控模塊20包括微處理器201和無線收發(fā)模塊202，所述 微處理器201分別與電源模塊10、無線收發(fā)模塊202和探頭模塊40相連，所述無線收發(fā)模 塊202和天線模塊50相連。所述微處理器201用于采集各探頭數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的各項處 理如標(biāo)定、校準(zhǔn)等。所述探頭模塊40包括用于采集土壤溫度的土壤溫度探頭403、用于采集 亮度的照度探頭402、用于采集環(huán)境溫度和濕度的溫濕度探頭401、用于采集(X)2濃度的CO2 探頭404、用于采集土壤水分含量的土壤水分探頭405和用于采集大氣壓力的大氣壓力探 頭406。所述溫濕度探頭可以采用HC2-S，所述照度探頭可以采用BF1710FVC，所述土壤溫度 探頭可以采用DS1820，所述土壤水分探頭可以采用TDC210I，所述大氣壓力探頭可以采用 MS5534，所述(X)2探頭可以采用C100。所述電源模塊10包括直流供電模塊101。所述無線 收發(fā)模塊202采用頻率為2. 4GHz、ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊。在本實施例中，所述傳感 器采用無線空中配置。實施例二如圖2所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括參數(shù)配置模 塊30。所述參數(shù)配置模塊30分別與電源模塊10和微處理器201相連。所述參數(shù)配置模塊 30包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口。實施例三如圖3所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括位于所述主 控模塊20內(nèi)的功率放大器203和低噪聲放大器204，所述無線收發(fā)模塊202分別與功率放 大器203和低噪聲放大器204相連，所述功率放大器203和低噪聲放大器204均和天線模 塊50相連。實施例四如圖4所示，和實施例三不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括參數(shù)配置模 塊30。所述參數(shù)配置模塊30分別與電源模塊10和微處理器201相連。所述參數(shù)配置模塊30包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口。實施例五如圖5所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括位于所述主 控模塊20內(nèi)的功率放大器203和旁路模塊205，所述無線收發(fā)模塊202分別與功率放大器 203和旁路模塊205相連，所述功率放大器203和旁路模塊205均和天線模塊50相連。實施例六如圖6所示，和實施例五不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括參數(shù)配置模 塊30。所述參數(shù)配置模塊30分別與電源模塊10和微處理器201相連。所述參數(shù)配置模塊 30包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口。實施例七如圖7所示，和實施例一不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括位于所述主 控模塊20內(nèi)的低噪聲放大器204和旁路模塊205，所述無線收發(fā)模塊202分別與低噪聲放 大器204和旁路模塊205相連，所述低噪聲放大器204和旁路模塊205均和天線模塊50相連。實施例八如圖8所示，和實施例七不同的是，在本實施例中，所述傳感器還包括參數(shù)配置模 塊30。所述參數(shù)配置模塊30分別與電源模塊10和微處理器201相連。所述參數(shù)配置模塊 30包括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口。本實用新型無線智能多集成傳感器通過和采集溫濕度的探頭、采集光線亮度的照 度探頭、采集土壤溫度的探頭、采集土壤水分的探頭、采集大氣壓力的探頭、采集空氣中ω2 的探頭連接的MCU處理器模塊；MCU將探頭采集的溫濕度、照度、土壤溫度、土壤水分、大氣 壓力、CO2的信息轉(zhuǎn)化成電信號，由無線收發(fā)模塊通過采用ZigBee Pro協(xié)議無線發(fā)送出去， 并與無線收發(fā)模塊后級增加了功率放大器，用于提高發(fā)送傳感器傳輸距離，與無線收發(fā)模 塊后級增加了低噪聲放大器，用于提高傳感器接收部分的靈敏度，增強信號穩(wěn)定性；增加對 無線智能多集成傳感器參數(shù)進(jìn)行配置的參數(shù)配置端口，電源模塊用于對整個傳感器供電。 無線收發(fā)模塊采用頻率為2. 4GHz, ZigBee協(xié)議的高性能的無線收發(fā)模塊；電源模塊包括直 流供電模塊、電池供電模塊和太陽能供電模塊，其中電池供電模塊采用鋰電池對傳感器進(jìn) 行供電，太陽能供電模塊采用太陽能板和蓄電池對傳感器進(jìn)行供電；MCU使用高性能MCU進(jìn) 行程序處理。由此超低功耗設(shè)計，保證產(chǎn)品使用時間在3年以上；使用2. 4GHz頻率進(jìn)行通 訊，保證不受民用頻率干擾，達(dá)到高可靠性；增加功率放大器，使傳輸距離遠(yuǎn)，兩點之間可達(dá) 1200米(空曠距離)；增加低噪聲放大器，提高了接受信號的靈敏度，增強信號穩(wěn)定性。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用 新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保 護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種無線智能多集成傳感器，其特征在于，所述傳感器包括主控模塊、探頭模塊、天 線模塊以及用于給主控模塊和探頭模塊提供電源的電源模塊，所述電源模塊分別與主控模 塊和探頭模塊相連，所述主控模塊和天線模塊相連；所述主控模塊包括微處理器和無線收 發(fā)模塊，所述微處理器分別與電源模塊、無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，所述無線收發(fā)模塊 和天線模塊相連；所述探頭模塊包括至少兩種具有不同功能的探頭；所述至少兩種具有不 同功能的探頭用于采集不同的物理信息并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號，所述微處理器用于采集 探頭模塊內(nèi)探頭的數(shù)字信號并發(fā)送至無線收發(fā)模塊，所述無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字 信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信 號并將其發(fā)送至無線收發(fā)模塊；所述無線收發(fā)模塊用于將接收到的外界無線信號轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號后再發(fā)送至微處理器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，還包括參數(shù)配置模塊， 所述參數(shù)配置模塊分別與電源模塊和微處理器相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，所述參數(shù)配置模塊包 括RS232、RS485、以太網(wǎng)口和TTL串口中至少一個或者多個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，還包括功率放大器 和低噪聲放大器，所述無線收發(fā)模塊分別與功率放大器和低噪聲放大器相連，所述功率放 大器和低噪聲放大器均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成 無線信號并發(fā)送至功率放大器，所述功率放大器用于將接收的無線信號放大后再發(fā)送至天 線模塊無線發(fā)送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至低噪聲放大器， 所述低噪聲放大器用于將接收到的外界無線信號中的低頻噪聲過濾再進(jìn)行放大后發(fā)送至 無線收發(fā)模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，還包括功率放大器 和旁路模塊，所述無線收發(fā)模塊分別與功率放大器和旁路模塊相連，所述功率放大器和旁 路模塊均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信號并發(fā) 送至功率放大器，所述功率放大器用于將接收的無線信號放大后再發(fā)送至天線模塊無線發(fā) 送出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至旁路模塊，所述旁路模塊用于 將接收到的外界無線信號直接發(fā)送至無線收發(fā)模塊。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，還包括低噪聲放大 器和旁路模塊，所述無線收發(fā)模塊分別與低噪聲放大器和旁路模塊相連，所述低噪聲放大 器和旁路模塊均和天線模塊相連；所述無線收發(fā)模塊用于將接收的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成無線信 號并發(fā)送至旁路模塊，所述旁路模塊用于將接收的無線信號直接發(fā)送至天線模塊無線發(fā)送 出去；所述天線模塊用于接收外界無線信號并將其發(fā)送至低噪聲放大器，所述低噪聲放大 器用于將接收到的外界無線信號中的低頻噪聲過濾再進(jìn)行放大后發(fā)送至無線收發(fā)模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，所述探頭模塊包括 用于采集溫度的土壤溫度探頭、用于采集亮度的照度探頭、用于采集環(huán)境溫度和濕度的溫 濕度探頭、用于采集二氧化碳濃度的二氧化碳探頭、用于采集土壤水分含量的土壤水分探 頭和用于采集大氣壓力的大氣壓力探頭中的至少兩個探頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，所述電源模塊包括 直流供電模塊、電池供電模塊和太陽能供電模塊中的至少一個或者多個模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線智能多集成傳感器，其特征在于，所述無線收發(fā)模塊采 用頻率為2. 4GHz, ZigBee協(xié)議的無線收發(fā)模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種無線智能多集成傳感器。所述傳感器包括電源模塊，電源模塊分別與主控模塊和探頭模塊相連，主控模塊和天線模塊相連；主控模塊包括微處理器和無線收發(fā)模塊，微處理器分別與電源模塊、無線收發(fā)模塊和探頭模塊相連，無線收發(fā)模塊和天線模塊相連；探頭模塊包括至少兩種具有不同功能的探頭。本實用新型傳感器采用多種測量各種物理信息的探頭集成在無線傳感器上，降低了系統(tǒng)配套的成本和工程施工的成本，方便了客戶的安裝，加快了工程的速度。
文檔編號G08C17/02GK201918008SQ20112001515
公開日2011年8月3日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者屈迎迎, 龐官豐, 李媛, 鄭軼群 申請人:北京昆侖海岸傳感技術(shù)中心