基于Zigbee協(xié)議的溫濕度采集模塊電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于Zigbee協(xié)議的溫濕度采集模塊電路。本發(fā)明由MSP430主芯片、電源模塊、Zigbee模塊、RS232收發(fā)模塊和溫濕度傳感器模塊組成。溫濕度傳感器模塊將測得的數(shù)據(jù)傳給MSP430主芯片，同時Zigbee模塊通過RS232收發(fā)模塊與主芯片進行連接，將主芯片從溫濕度傳感器模塊獲得的數(shù)據(jù)信息通過由Zigbee模塊建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)快速地傳輸?shù)交?，從而實現(xiàn)溫濕度采集和傳輸。本發(fā)明功耗低，傳輸成功率高速度快，抗干擾能力強，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)范圍較大，成本小，適用于需要進行信息采集的各種系統(tǒng)。
【專利說明】基于Zigbee協(xié)議的溫濕度采集模塊電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息采集【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于Zigbee協(xié)議的溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集模塊電路。
【背景技術(shù)】
[0002]Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗個域網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)這個協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無線通信技術(shù)。與移動通信的CDMA網(wǎng)或GSM網(wǎng)不同的是，ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立，因而，它必須具有簡單，使用方便，工作可靠，價格低的特點。而移動通信網(wǎng)主要是為語音通信而建立，每個基站價值一般都在百萬元人民幣以上,而每個ZigBee“基站”卻不到1000元人民幣。每個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點不僅本身可以作為監(jiān)控對象，例如其所連接的傳感器直接進行數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控，還可以自動中轉(zhuǎn)別的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點傳過來的數(shù)據(jù)資料。除此之外，每一個ZigBee網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(FFD)還可在自己信號覆蓋的范圍內(nèi)，和多個不承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息中轉(zhuǎn)任務(wù)的孤立的子節(jié)點(RFD)無線連接。 [0003]同時在生產(chǎn)行業(yè)中，各種標(biāo)準(zhǔn)信息數(shù)據(jù)的采集和傳輸越來越重要，但是實現(xiàn)的成本也隨之越來越高，這主要是由于傳輸方式的選擇和實施所導(dǎo)致的。而本發(fā)明選擇了MSP430F5438構(gòu)建主系統(tǒng)，采集溫濕度傳感器的采集數(shù)據(jù)并且搭接基于Zigbee協(xié)議的模塊(包括基站和普通節(jié)點)，最終實現(xiàn)溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集和傳輸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是為更加有效更加經(jīng)濟的實現(xiàn)溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集傳輸而提出的一種基于Zigbee協(xié)議的溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集模塊電路。
[0005]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明由MSP430主芯片、電源模塊、Zigbee模塊、RS232收發(fā)模塊和溫濕度傳感器模塊組成。溫濕度傳感器模塊將測得的數(shù)據(jù)傳給MSP430主芯片，同時Zigbee模塊通過RS232收發(fā)模塊與主芯片進行連接，將主芯片從溫濕度傳感器模塊獲得的數(shù)據(jù)信息通過由Zigbee模塊建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)快速地傳輸?shù)交?，從而實現(xiàn)溫濕度采集和傳輸。
[0006]其中MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2和第十九電容C19 ;電源模塊包括第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七極性電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第^^一電容Cl 1、第一 MOSFETQP1、第二 MOSFET QN1、第五電阻R5、第六電阻R6，第一電感L1、穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3、第一二極管D1、第二二極管D2、3.0直流電源BATBK ；RS232轉(zhuǎn)換模塊包括第十二電容C12、第十三電容C13、第十四電容C14、第十八電容C18、第三二極管D3、RS232收發(fā)器SP3232EEA、RS232 接口。
[0007]第二晶振XT2的兩端分別連接MSP430F5438A芯片的XIN和XOUT兩個弓丨腳，第十九電容C19的一端接MSP430F5438A芯片的VCORE引腳，另一端接地，MSP430F5438A芯片的RXD弓丨腳和TXD引腳分別連接到Zigbee模塊的TXD引腳和RXD引腳，MSP430F5438A芯片的Pl.1弓丨腳和P1.2引腳分別連接到溫濕度傳感器模塊SHTlO的數(shù)據(jù)引腳和時鐘引腳，第十二電容C12的一端連接收發(fā)器SP3232EEA的C2-，另一端連接收發(fā)器SP3232EEA的C2+，第十三電容C13的一端連接收發(fā)器SP3232EEA的Cl-，另一端連接收發(fā)器SP3232EEA的Cl+，第三二極管D3的正極連接MSP430F5438A芯片的RXD引腳，負(fù)極連接收發(fā)器SP3232EEA的12引腳，第十四電容C14和第十八電容C18的一端相連接再接地，另一端分別連接到收發(fā)器SP3232EEA的V+和V-，收發(fā)器SP3232EEA的第十一引腳連接到MSP430F5438A芯片的TXD引腳，收發(fā)器SP3232EEA的第十三引腳和第十四引腳分別連接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，收發(fā)器SP3232EEA的第十三引腳的第十五和第十六引腳分別接地和接VCC，RS232接口的第一引腳接地，第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6的一端相連再連接到第七極性電容C7的正極，另一端連接到第七極性電容C7的負(fù)極，第七極性電容C7的正極連接到第二二極管D2正極，第七極性電容C7的負(fù)極連接到第二 MOSFETQNl的漏極，第二二極管D2正極連接到第一 MOSFET QPl的漏極，第二二極管D2負(fù)極連接到第一 MOSFET QPl的源極，第一 MOSFET QPl的柵極連接到第二 MOSFET QNl的源極。第五電阻R5的一端連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的源極，第六電阻R6的一端連接到第二 MOSFET QNl的柵極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的漏極，第十電容C10、第十一電容Cll的一端相連再連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第二 MOSFET QNl的漏極，3.0直流電源BATBK的正極連接到第一二極管Dl的正極，3.0直流電源BATBK的負(fù)極連接到第二 MOSFET QNl的漏極，第一二極管Dl的負(fù)極連接到第一MOSFET QPl的源極，V3.3引腳接到第一二極管Dl的負(fù)極，3.0直流電源BATBK的負(fù)極接地，第一電感LI的一端連接到第一二極管Dl的負(fù)極，另一端連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的V0,第八電容C8、第九電容C9的一端相連再連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的VI，另一端連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的-引腳，穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的-引腳接地，VM連接到穩(wěn)壓芯片 AMSl 17-3.3 的 VI。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于:該電路功耗低，傳輸成功率高速度快，抗干擾能力強，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)范圍較大，成本小，適用于`需要進行信息采集的各種系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)圖；
圖2為本發(fā)明中的主控芯片電路圖；
圖3為本發(fā)明中的其它模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0011]如圖1所示，本發(fā)明設(shè)計了一種基于Zigbee協(xié)議的溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集模塊電路，由MSP430主芯片1，電源模塊2，Zigbee模塊3，RS232收發(fā)模塊4，溫濕度傳感器模塊5組成。其中溫濕度傳感器模塊引腳連接到主芯片MSP430F5438，將測得的數(shù)據(jù)傳給主芯片，同時Zigbee模塊(分為基站和普通節(jié)點兩種但只是功能上有區(qū)別，連接方式等完全一樣)通過RS232串口與主芯片進行連接將主芯片從溫濕度傳感器獲得的數(shù)據(jù)信息通過由Zigbee基站建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)快速的傳輸?shù)交?。通過所述的體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)米集和傳輸。
[0012]如圖2和圖3所示，MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2、第十九電容C19 ;電源模塊包括第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七極性電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容C10、第十一電容C11、第一 MOSFET QP1、第2 MOSFET QN1、第五電阻R5、第六電阻R6，第一電感L1、穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3、第一二極管D1、第二二極管D2、3.0直流電源BATBK ；RS232轉(zhuǎn)換模塊包括第十二電容C12、第十三電容C13、第十四電容C14、第十八電容C18、第三二極管D3、RS232收發(fā)器 SP3232EEA、RS232 接口。
[0013]第二晶振XT2的兩端分別連接MSP430F5438A的XIN和XOUT兩個弓丨腳，第十九電容C19的一端接MSP430F5438A的VCORE引腳，另一端接地，MSP430F5438A的RXD引腳和TXD引腳分別連接到Zigbee模塊的TXD引腳和RXD引腳，MSP430F5438A的Pl.1引腳和Pl.2引腳分別連接到溫濕度傳感器模塊SHTlO的數(shù)據(jù)引腳和時鐘引腳，第十二電容C12的一端連接SP3232EEA的C2-，另一端連接SP3232EEA的C2+，第十三電容C13的一端連接SP3232EEA的Cl-,另一端連接SP3232EEA的Cl+，第三二極管D3的正極連接MSP430F5438A的RXD引腳，負(fù)極連接SP3232EEA的12引腳，第十四電容C14和第十八電容C18的一端相連接再接地，另一端分別連接到SP3232EEA的V+和V-，SP3232EEA的第^^一引腳連接到MSP430F5438A的TXD引腳，SP3232EEA的第十三引腳和第十四引腳分別連接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，SP3232EEA的第十三引腳的第十五和第十六引腳分別接地和接VCC，RS232接口的第一引腳接地，第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6的一端 相連再連接到第七極性電容C7的正極，另一端連接到第七極性電容C7的負(fù)極，第七極性電容C7的正極連接到第二二極管D2正極，第七極性電容C7的負(fù)極連接到第
2MOSFET QNl的漏極，第二二極管D2正極連接到第一 MOSFET QPl的漏極，第二二極管D2負(fù)極連接到第一 MOSFET QPl的源極，第一 MOSFET QPl的柵極連接到第2 MOSFET QNl的源極。第五電阻R5的一端連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的源極，第六電阻R6的一端連接到第2 MOSFET QNl的柵極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的漏極，第十電容C10、第十一電容Cll的一端相連再連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的漏極，3.0直流電源BATBK的正極連接到第一二極管Dl的正極，
3.0直流電源BATBK的負(fù)極連接到第2 MOSFET QNl的漏極，第一二極管Dl的負(fù)極連接到第一 MOSFET QPl的源極，V3.3引腳接到第一二極管Dl的負(fù)極，3.0直流電源BATBK的負(fù)極接地，第一電感LI的一端連接到第一二極管Dl的負(fù)極，另一端連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的V0，第八電容C8、第九電容C9的一端相連再連接到AMS117-3.3的VI，另一端連接到AMSl 17-3.3 的-引腳，AMSl 17-3.3 的-引腳接地，VM 連接到 AMSl 17-3.3 的 VI。
[0014]綜上通過這樣的設(shè)計，成功搭建了一種基于Zigbee協(xié)議的溫濕度(標(biāo)準(zhǔn)信息)采集模塊電路，因為選擇了 Zigbee模塊建網(wǎng)，利用Zigbee協(xié)議的各種優(yōu)點，最大程度上解決以往在信息采集領(lǐng)域中遇到的諸如數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，成功率，反應(yīng)時間，測量范圍以及成本等一系列問題，再者由于選擇了 MSP430F5438A這款以低功耗為優(yōu)勢的芯片，不僅在性能上完全滿足了要求，并且通過低功耗模式的選擇具備極低功耗的特點。同時因為在此采集的為標(biāo)準(zhǔn)信號，所以只要是以標(biāo)準(zhǔn)信號輸出的各種傳感器都可以應(yīng)用到本采集模塊電路中。
【權(quán)利要求】
1.基于Zigbee協(xié)議的溫濕度采集模塊電路，其特征在于:由MSP430主芯片、電源模塊、Zigbee模塊、RS232收發(fā)模塊和溫濕度傳感器模塊組成；溫濕度傳感器模塊將測得的數(shù)據(jù)傳給MSP430主芯片，同時Zigbee模塊通過RS232收發(fā)模塊與主芯片進行連接，將主芯片從溫濕度傳感器模塊獲得的數(shù)據(jù)信息通過由Zigbee模塊建立的Zigbee網(wǎng)絡(luò)快速地傳輸?shù)交?，從而實現(xiàn)溫濕度采集和傳輸； MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2和第十九電容C19 ;電源模塊包括第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6、第七極性電容C7、第八電容C8、第九電容C9、第十電容CIO、第^^一電容C11、第一 MOSFET QP1、第二 MOSFET QN1、第五電阻R5、第六電阻R6,第一電感L1、穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3、第一二極管D1、第二二極管D2、3.0直流電源BATBK ；RS232轉(zhuǎn)換模塊包括第十二電容C12、第十三電容C13、第十四電容C14、第十八電容C18、第三二極管D3、RS232收發(fā)器SP3232EEA、RS232接Π ； 第二晶振XT2的兩端分別連接MSP430F5438A芯片的XIN和XOUT兩個引腳，第十九電容C19的一端接MSP430F5438A芯片的VCORE引腳，另一端接地，MSP430F5438A芯片的RXD引腳和TXD引腳分別連接到Zigbee模塊的TXD引腳和RXD引腳，MSP430F5438A芯片的Pl.1弓丨腳和Pl.2引腳分 別連接到溫濕度傳感器模塊SHTlO的數(shù)據(jù)引腳和時鐘引腳，第十二電容C12的一端連接收發(fā)器SP3232EEA的C2-，另一端連接收發(fā)器SP3232EEA的C2+，第十三電容C13的一端連接收發(fā)器SP3232EEA的Cl-，另一端連接收發(fā)器SP3232EEA的Cl+，第三二極管D3的正極連接MSP430F5438A芯片的RXD引腳，負(fù)極連接收發(fā)器SP3232EEA的12引腳，第十四電容C14和第十八電容C18的一端相連接再接地，另一端分別連接到收發(fā)器SP3232EEA的V+和V-，收發(fā)器SP3232EEA的第十一引腳連接到MSP430F5438A芯片的TXD引腳，收發(fā)器SP3232EEA的第十三引腳和第十四引腳分別連接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，收發(fā)器SP3232EEA的第十三引腳的第十五和第十六引腳分別接地和接VCC，RS232接口的第一引腳接地，第一電容Cl、第二電容C2、第三電容C3、第四電容C4、第五電容C5、第六電容C6的一端相連再連接到第七極性電容C7的正極，另一端連接到第七極性電容C7的負(fù)極，第七極性電容C7的正極連接到第二二極管D2正極，第七極性電容C7的負(fù)極連接到第二 MOSFETQNl的漏極，第二二極管D2正極連接到第一 MOSFET QPl的漏極，第二二極管D2負(fù)極連接到第一 MOSFET QPl的源極，第一 MOSFET QPl的柵極連接到第二 MOSFET QNl的源極；第五電阻R5的一端連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的源極，第六電阻R6的一端連接到第二 MOSFET QNl的柵極，另一端連接到第2 MOSFET QNl的漏極，第十電容C10、第十一電容Cll的一端相連再連接到第一 MOSFET QPl的源極，另一端連接到第二 MOSFET QNl的漏極，3.0直流電源BATBK的正極連接到第一二極管Dl的正極，3.0直流電源BATBK的負(fù)極連接到第二 MOSFET QNl的漏極，第一二極管Dl的負(fù)極連接到第一MOSFET QPl的源極，V3.3引腳接到第一二極管Dl的負(fù)極，3.0直流電源BATBK的負(fù)極接地，第一電感LI的一端連接到第一二極管Dl的負(fù)極，另一端連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的V0,第八電容C8、第九電容C9的一端相連再連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的VI，另一端連接到穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的-引腳，穩(wěn)壓芯片AMS117-3.3的-引腳接地，VM連接到穩(wěn)壓芯片 AMSl 17-3.3 的 VI。
【文檔編號】G08C17/02GK103531006SQ201310459280
【公開日】2014年1月22日 申請日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】孔亞廣, 楊耀臻, 陳天鈞, 游兆彤 申請人:杭州電子科技大學(xué), 浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院