基于GS1010的Wi-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了基于GS1010的Wi-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。本發(fā)明包括GS1010主芯片、電源模塊、實時時鐘模塊、溫濕度傳感器模塊、配置模塊和外圍模塊。其中溫濕度傳感器模塊連接到主芯片GS1010，將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳給主芯片GS1010，同時GS1010芯片內(nèi)部集成的射頻收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)按照Wi-Fi協(xié)議發(fā)送給接收設(shè)備，外圍模塊指示燈來顯示電源和芯片發(fā)送數(shù)據(jù)。通過以上所述的體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)溫濕度(標準信息)采集和傳輸。本發(fā)明電路功耗低，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)。
【專利說明】基于GS1010的W1-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
【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GS1010的W1-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)米集系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在無線網(wǎng)絡(luò)高速發(fā)展的過程中，IEEE802.11標準已經(jīng)成為全球無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的主流方向之一，而基于此標準提出的W1-Fi無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)在全球范圍內(nèi)正在日益廣泛應(yīng)用于酒店、家庭、高級寫字樓、醫(yī)院以及各種商業(yè)設(shè)施。IEEE802.11標準作為無線網(wǎng)絡(luò)通信標準，定義了在物理層和介質(zhì)訪問控制層的通信協(xié)議。其中物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸頻段、調(diào)制方式和信號特點等，例如IEEE802.1lb定義了工作頻率為2.4GHz，傳輸速率為llMb/s，并采用了擴頻和調(diào)頻技術(shù)。介質(zhì)訪問控制層協(xié)議位于OSI七層模型的數(shù)據(jù)鏈路層，按照信道和帶寬來設(shè)計訪問規(guī)則，建立了物理層和邏輯鏈路層之間的通信鏈路，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的透明傳輸。例如IEEE802.11中的認證機制，作為保障無線傳輸安全性的重要措施，定義了 WPA的密鑰方式，使得每一個接入無線網(wǎng)絡(luò)的終端都要通過WPA密鑰認證。
W1-Fi技術(shù)隨著IEEE802.11標準的不斷提出也在不斷進步，傳輸速率從最初的2Mb/s到llMb/s，54Mb/s，再到300Mb/s，W1-Fi技術(shù)不斷進入我們的日常生活和工作中，如在機場，酒店的公共W1-Fi熱點，在辦公室和家庭中的無線局域網(wǎng)等。只要有一臺筆記本電腦或者帶W1-Fi功能的手機，就可以連接到互聯(lián)網(wǎng)上瀏覽資訊，接收郵件，網(wǎng)上沖浪等。據(jù)W1-Fi聯(lián)盟首席執(zhí)行官Figueroa表示，2010年全球W1-Fi熱點數(shù)目增長迅速，已達到75萬個熱點，中國的熱點占據(jù)了超過一半的數(shù)目。全球的W1-Fi設(shè)備2010年的出貨量更是達到了 5.8億部，而手機就占到了 1.4億部。中國三大電信運營商隨著工信部逐步解禁W1-Fi,也在全國范圍內(nèi)開始了大規(guī)模的W1-Fi熱點建設(shè)。
[0003]在上海世博會期間，不僅可以在世博園內(nèi)感受到W1-Fi熱點的無處不在，而且在上海的主城區(qū)內(nèi)也由上海電信完成了 W1-Fi信號的覆蓋，目前上海的熱點數(shù)目已達I萬個。北京主城區(qū)內(nèi)的W1-Fi信號覆蓋范圍也超過了 100平方公里，覆蓋了三環(huán)內(nèi)的大多數(shù)商業(yè)街，酒店，咖啡店和高校等。廣東移動在亞運會期間開通了 I萬個W1-Fi熱點，覆蓋了亞運會舉辦城市和珠三角區(qū)域等，廣東聯(lián)通和廣東電信也將建設(shè)7萬個W1-Fi熱點，實現(xiàn)未來幾年內(nèi)W1-Fi信號覆蓋全省，除此之外，在我國深圳，杭州等城市也確立了建設(shè)無線城市的規(guī)劃。隨著W1-Fi無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，W1-Fi技術(shù)會越來越多地應(yīng)用到我們的工作和生活中。
[0004]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由分布在監(jiān)測區(qū)域的大量傳感器節(jié)點，通過無線通信組成多跳自組織網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)融合了傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)和無線通信技術(shù)等，圍繞無線傳感器節(jié)點，實現(xiàn)被監(jiān)測對象的數(shù)據(jù)采集、無線傳輸和數(shù)據(jù)管理等。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點通過自組織網(wǎng)絡(luò)協(xié)同采集，處理并傳遞信息給匯聚節(jié)點，再通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳給終端用戶管理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用到傳感器領(lǐng)域，使得各個傳感器之間形成了有機整體，能夠協(xié)同工作，然后通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)了與終端的通信，實現(xiàn)了物與物的互聯(lián)，己經(jīng)成為了未來物聯(lián)網(wǎng)的重要發(fā)展方向。作為跨多學科的信息技術(shù)嶄新的發(fā)展方向，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)收到世界各國的重視，在預測21世紀最具影響力的技術(shù)時，美國商業(yè)周刊指出無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為其中之一。各國先后成立了各種研究無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的機構(gòu)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)不僅將成為未來備受關(guān)注的新興技術(shù)，而且其研究和發(fā)展也將對我們的工作生活產(chǎn)生變革性的影響。。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明基于目前最具發(fā)展前景的W1-Fi技術(shù)，為了更加有效更加經(jīng)濟的實現(xiàn)溫濕度(標準信息)信息采集傳輸，提出了一種基于W1-Fi協(xié)議的溫濕度(標準信息)采集傳輸電路。
[0006]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
基于GS1010的W1-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，包括GS1010主芯片、電源模塊、實時時鐘模塊、溫濕度傳感器模塊、配置模塊和外圍模塊。
[0007]所述電源模塊包括第一電池組BTl、第一開關(guān)SW-SroT、第一 MOSFET管DNS、穩(wěn)壓二極管Q3、TPS62261穩(wěn)壓芯片、TPS63001穩(wěn)壓芯片、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4、第五電感L5、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十八電容C28、第三十五電容C35、第四十電容C40和第四十一電容C41。第一電池組BTl的負極端接地，正極端接第一開關(guān)SW-SPDT的2號端，第一開關(guān)SW-SPDT的I號端接第一 MOS管DNS的漏極，第一 MOS管DNS的柵極與第三十五電容C35的負極端連接后接地，第三十五電容C35的正極端接第一MOS管DNS的源極，穩(wěn)壓二極管Q3陽極端接第一 MOS管DNS的漏極，穩(wěn)壓二極管Q3陰極端接第一 MOS管DNS的源極，TP S62261穩(wěn)壓芯片的EN管腳接GS1010主芯片的dc_dc_cntl管腳，TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳接第一 MOS管DNS的源極，TPS62261穩(wěn)壓芯片的管腳FB接第二十三電容C23的一端，第二十三電容C23的另一端接地，TPS62261穩(wěn)壓芯片的MODE管腳直接接地，TPS62261穩(wěn)壓芯片的SW管腳接第二電感L2的一端，第二電感L2的另一端接第二十三電容C23的一端，第二十二電容C22的一端接TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳，另一端與TPS62261穩(wěn)壓芯片的GND管腳連接后接地，第一電感L1、第三電感L3、第四電感L4的一端連接在一起后在連接到第二電感L2的另一端，第二十四電容C24與第一電感LI的另一端連接，第二十四電容C24的另一端接地，第二十五電容C25與第三電感L3的另一端連接，第二十五電容C25的另一端接地，第二十八電容C28與第四電感L4的另一端連接，第二十八電容C28的另一端接地，第五電感L5的一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的LI管腳，另一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的L2管腳，第四十電容C40的一端接TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳，另一端接地；TPS63001穩(wěn)壓芯片的VIN管腳和VINA管腳連接到一起后在與TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳連接,第三十六電阻R36的一端接GS1010的dc_dc_cntl管腳，另一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的EN管腳，TPS63001穩(wěn)壓芯片的PS/SYNC管腳和GND管腳連接到一起后再與第三十五電阻R35的一端相連，第三十五電阻R35的另一端接地，TPS63001穩(wěn)壓芯片的PGND管腳和P0WER_PAD管腳分別接地，TPS63001穩(wěn)壓芯片的VOUT管腳和FB管腳連接到一起后再與第四十一電容C41的一端連接，第四十一電容C41的另一端接地。
[0008]所述實時時鐘模塊包括按鈕SW1、第十電阻R10、第十三電容C13、第十四電容C14、第十七電容C17、第十九電容C19、二極管Dl和第一晶振Y1，按鈕SWl的一端接地，另一端接主芯片GSlOlO的alarm2管腳，第十電阻RlO的一端接主芯片GS1010的alarm2管腳，另一端接電源VDD_RTC，第十七電容C17的一端接主芯片GS1010的alarm2管腳，另一端接地，第十三電容C13的一端與第一晶振Yl的2號端連接，另一端接地，第十四電容C14的一端與第一晶振Yl的I號端連接，另一端接地，第一晶振Yl的2號端連接主芯片GS1010的osc_32kl/ext_32kHz管腳，第一晶振Yl的I號端連接主芯片GS1010的osc_32k2管腳，第十九電容C19的一端接主芯片GS1010的VDD_RTC管腳，另一端接地，二極管Dl的陽極接電源VBAT，陰極接主芯片GS1010的VDD_RTC管腳。
[0009]所述溫濕度傳感器模塊包括SHTll傳感器、第三十七電阻R37和第三十八電阻R38。第三十七電阻R37的一端接SHTll的VDD管腳，另一端接SHTll傳感器的DATA管腳，第三十八電阻R38的一端接SHTll傳感器的VDD管腳，另一端接SHTll傳感器的SCK管腳，SHTll傳感器的VDD管腳接電源VDD_10，SHTll傳感器的DATA管腳接GS1010的gpiol9/clk_44MHz管腳，SHTll傳感器的SCK管腳接GS1010的gpio23/pps管腳，SHTll傳感器的NC管腳懸空。
[0010]所述配置模塊包括第三十四電容C34、第三十八電容C38、第三十九電容C39、第四十八電容C48、第四十九電容C49、第九電阻R9、第^^一電阻R11、SN74LV2T45電壓匹配芯片U1、SN74LV2T45電壓匹配芯片U2、二極管D3和串口 UART。SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的BI管腳接主芯片GS1010的uart0_rx/gpio0，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的B2管腳接主芯片GS1010的uart0_cts/gpio24管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的GND管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCB管腳接電源VDD_10，VCCA管腳接電源VDD_3V3，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的DIR管腳接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCA管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的Al管腳接串口 UART的TXD管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的A2管腳接串口 UART的RTS#管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的BI管腳接主芯片GS1010 的 uart0_rts/gpio25、SN74LV2T45 電壓匹配芯片 U2 的 B2 管腳接主芯片 uart0_tx/gpiol管腳、SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的GND管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCB管腳接電源VDD_10，VCCA管腳接電源VDD_3V3, SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的DIR管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的Al管腳接串口 UART的CTS#管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的A2管腳接串口 UART的RXD管腳，第三十八電容C38的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCB，另一端接地，第三十九電容C39的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCA，另一端接地，第四十八電容C48的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCB，另一端接地，第四十九電容C49的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCA，另一端接地，第九電阻R9的一端接電源,另一端接主芯片GS1010的uartl_rts/gpio27管腳，第十一電阻Rll的一端接串口 UART的VCC管腳，另一端接二極管D3的陰極，二極管D3的陽極與第三十四電容C34的一端連接后再接地，第三十四電容C34的另一端接電源VDD_3V3。[0011 ] 所述外圍模塊包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、蜂鳴器 LS1、三極管 QN、LED 1、LED2、MOSFET 管 Q1、M0SFET 管 Q2 組成。MOSFET 管 Ql 的柵極接主芯片GS1010的gpio30管腳，源極接地，漏極接LEDl的陰極，LEDl的陽極接第一電阻Rl的一端， 第一電阻Rl的另一端接電源VBAT,MOSFET管Q2的柵極接主芯片GS1010的gpio31管腳，源極接地，漏極接LED2的陰極，LED2的陽極接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端接電源VBAT,第四十電阻R40的一端接主芯片GSlOlO的pwmO/gpiolO管腳,另一端接三極管QN的基極，三極管QN的發(fā)射極接電源VDD_10，三極管QN的集電極接第三十九電阻R39的一端，第三十九電阻R39的另一端接蜂鳴器LSl的一端，蜂鳴器LSl的另一端接地。
[0012]本發(fā)明的有益效果在于該模塊電路功耗低，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】
[0013]附圖1為本發(fā)明的電源模塊電路圖；
附圖2為本發(fā)明的實時時鐘模塊電路圖；
附圖3為本發(fā)明的傳感器模塊電路圖；
附圖4為本發(fā)明的配置模塊電路圖；
附圖5為本發(fā)明的外圍模塊電路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。
[0015]本發(fā)明設(shè)計了一種基于W1-Fi協(xié)議的溫濕度(標準信息)采集模塊電路，該電路由:1.GS1010主芯片，2.電源模塊3.實時時鐘模塊4.溫濕度傳感器模塊5.配置模塊6.外圍模塊組成，下面分別介紹各個模塊?；赪1-Fi的溫濕度(標準信息)采集系統(tǒng)是由主控芯片，溫濕度傳感器，外圍模塊，電源模塊等組成。其中溫濕度傳感器引腳連接到主芯片GS1010，將采集到的溫濕度數(shù)據(jù)傳給主芯片GS1010，同時GS1010芯片內(nèi)部集成的射頻收發(fā)模塊將數(shù)據(jù)按照W1-Fi協(xié)議發(fā)送給接收設(shè)備，外圍模塊指示燈來顯示電源和芯片發(fā)送數(shù)據(jù)。通過以上所述的體系結(jié)構(gòu)實現(xiàn)溫濕度(標準信息)采集和傳輸。
[0016]1.GS1010 主芯片
GS1010 SoC芯片是一個高度集成、超低功耗的無線片上系統(tǒng)，內(nèi)部集成了 IEEE802.11射頻前端、MAC控制器和基帶處理器，一個應(yīng)用處理器，片上Flash和片上SRAM，以及豐富的I/O外圍設(shè)備接口，所有這些資源都集成在一個10*10*0.85mm的芯片之內(nèi)。
[0017]GS1010芯片中采用兩個32-bit ARM7的處理器架構(gòu)，其中一個為WLAN處理器(WLANCPU)負責網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的W1-Fi收發(fā)，另外一個處理器為應(yīng)用處理器(ApplieationCPU),用于用戶應(yīng)用程序的運行。GS1010芯片內(nèi)嵌Flash和SRAM用于保存程序和數(shù)據(jù)，JTAG接口用于對芯片進行編程和調(diào)試，ADC、GP10等接口用于接收來自傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點采集到的數(shù)據(jù)信息以及實現(xiàn)外圍系統(tǒng)擴展、RF開關(guān)和功率控制等功能。
[0018]GS1010芯片是基于W1-Fi技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計的理想選擇，它集成了兩個ARM7 32位微處理器，384K Flash閃存，192K SRAM,以及多種外圍電路接口。更重要的是，它將IEEE802.11無線收發(fā)模塊集成到芯片當中，真正實現(xiàn)了 W1-Fi的單片機化、無線化、微型化，這樣，我們可以采用GS1010設(shè)計微型的無線傳感器節(jié)點，像信用卡一樣薄的微型RFID電子標簽，能植入人體的微型傳感器等多種應(yīng)用產(chǎn)品。同時，由于GS1010將IEEE802.llb/g協(xié)議數(shù)據(jù)收發(fā)需要的高頻部分電路全部集成到了電路內(nèi)部，從GS1010高頻輸出到天線之間，只需要一個濾波器件，從而大大降低了硬件設(shè)計的復雜度。
[0019]2.電源模塊一般來講，在實際的應(yīng)用系統(tǒng)中，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點多采用能夠自身存儲一定能量的化學電池，而且不便于頻繁地對電池進行更換，所以在設(shè)計硬件時節(jié)能的考慮是很重要的，本設(shè)計中電源供應(yīng)模塊采用低壓3.3V和1.8V兩種供電模式，并且應(yīng)用到電源開關(guān)控制接口 dc_dc_cntl與主控制器相連接，由處理器應(yīng)用軟件控制，當應(yīng)用程序進入休眠模式時，切斷電源供應(yīng)模塊，實現(xiàn)節(jié)能的目的。
[0020]節(jié)點上電源供應(yīng)模塊的原理圖如附圖1所示，電源模塊主要由第一電池組BT1、第一開關(guān)SW-SPDT、第一 MOSFET管DNS、穩(wěn)壓二極管Q3、TPS62261穩(wěn)壓芯片、TPS63001穩(wěn)壓芯片、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4、第五電感L5、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十八電容C28、第三十五電容C35、第四十電容C40、第四十一電容C41組成。第一電池組BTl的負極端接地，正極端接第一開關(guān)SW-SPDT的2號端，第一開關(guān)SW-SPDT的I號端接第一 MOS管DNS的漏極，第一 MOS管DNS的門極與第三十五電容C35的負極端連接后接地，第三十五電容C35的正極端接第一 MOS管DNS的源極，穩(wěn)壓二極管Q3陽極端接第一MOS管DNS的漏極，穩(wěn)壓二極管Q3陰極端接第一 MOS管DNS的源極，TPS62261的EN管腳接GS1010 的 dc_dc_cntl 管腳，TPS62261 的 VIN 管腳接第一 MOS 管 DNS 的源極，TPS62261 的管腳FB接第二十三電容C23的一端，C23的另一端接地，TPS62261的MODE管腳直接接地，TPS62261的SW管腳接第二電感L2的一端，L2的另一端接第二十三電容C23 —端，C23的另一端接地，第二十二電容C22的一端接TPS62261的VIN管腳，另一端與TPS62261的GND管腳連接后接地，第一電感L1、第三電感L3、第四電感L4的一端連接在一起后在連接到L2的另一端，第二十四電容C24與LI的另一端連接，C24的另一端接地，第二十五電容C25與L3的另一端連接，C25的另一端接地，第二十八電容C28與L4的另一端連接，C28的另一端接地，第五電感L5的一端接TPS63001的LI管腳，另一端接TPS63001的L2管腳，第四十電容C40的一端接TPS62261的VIN管腳，另一端接地，TPS63001的VIN管腳和VINA管腳連接到一起后在與TPS62261的VIN管腳連接，第三十六電阻R36的一端接GS1010的dc_dc_cntl管腳，另一端接TPS63001的EN管腳，TPS63001的PS/SYNC管腳和GND管腳連接到一起后再與第三十五電阻R35的一端相連，R35的另一端接地，TPS63001的PGND管腳和P0WER_PAD管腳分別接地，TPS63001的VOUT管腳和FB管腳連接到一起后再與第四十一電容C41的一端連接，C41的另一端接地。其中，節(jié)點采用3.7V AA鋰電池供電，分別經(jīng)TPS62261和TPS63001兩芯片進行穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換后輸出1.8V和3.3V的電壓，為板上的GS1010主控制器、傳感器芯片等器件提供電源；兩個穩(wěn)壓芯片均配有使能管腳，連接至GS1010控制器的dc_dc_cntl管腳，用于實現(xiàn)穩(wěn)壓芯片的開關(guān)控制，達到節(jié)能的效果。
[0021]3.實時時鐘模塊
GS1010支持兩種時鐘，分別為低頻的32/131KHZ時鐘和高頻的44MHz時鐘。當芯片處于待機階段時，采用低頻時鐘可降低功耗，達到節(jié)能的目的；當芯片正常工作時，采用高頻的44MHZ時鐘，可以提高處理器的運算及信號收發(fā)的速度。
[0022]本設(shè)計中RTC模塊的部分原理圖如附圖2所示。其中，RTC模塊由按鈕SWlj+電阻R10、第十三電容C13、第十四電容C14、第十七電容C17、第十九電容C19、二極管D1、第一晶振Yl組成，按鈕SWl的一端接地，另一端接GS1010的alarm2管腳，第十電阻RlO的一端接GS1010的alarm2管腳，另一端接電源VDD_RTC，第十七電容C17的一端接GS1010的alarm2管腳,另一端接地,第十三電容C13的一端與第一晶振Π的2號端連接,另一端接地，第十四電容C14的一端與第一晶振Yl的I號端連接，另一端接地，第一晶振Yl的2號端連接 GSlOlO 的 osc_32kl/ext_32kHz 管腳，第一晶振 Yl 的 I 號端連接 GS1010 的 osc_32k2管腳，第十九電容C19的一端接GS1010的VDD_RTC管腳，另一端接地，二極管Dl的陽極接電源VBAT，陰極接GS1010的VDD_RTC管腳。
[0023]實時時鐘(Real Time Clock, RTC)單元外接低頻時鐘，包含3個定時/計數(shù)器，可編程提供三路周期信號輸出。RTC單元可接收兩路外部中斷信號輸入，內(nèi)嵌上電復位電路(Power _on Reset, P0R)和512字節(jié)的非易失性RAM。RTC單元由外部電池直接供電，所以即使在GS1010處于待機狀態(tài)時，RTC單元仍然處于工作狀態(tài)并且保證RAM的內(nèi)容不會丟失。
[0024]4.溫濕度傳感器模塊
溫濕度傳感器在現(xiàn)實生活中應(yīng)用最為廣泛，而且種類繁多。本設(shè)計中采用瑞士Sensirion公司生產(chǎn)的SHTll數(shù)字式溫濕度傳感器。SHTll具有串行接口的單片全校準數(shù)字式的溫濕度傳感器，可用來測量溫度、相對濕度、露點等參數(shù)，具有數(shù)字式輸出、自校準、可靠性高等特點，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療器械、空調(diào)設(shè)備等傳感器應(yīng)用領(lǐng)域。
[0025]SHTll工作電壓范圍2.4~5.5V，通過串行時鐘線SCK和串行數(shù)據(jù)線DATA與GS1010的GPIO 口相連進行通信，其連接原理圖如附圖3所示。該模塊由SHTll傳感器、第三十七電阻R37和第三十八電阻R38組成。第三十七電阻R37的一端接SHTll的VDD管腳，另一端接SHTll的DATA管腳，第三十八電阻R38的一端接SHTll的VDD管腳，另一端接SHTll的SCK管腳，SHTll的VDD管腳接電源VDD_10, SHTll的DATA管腳接GS1010的gpiol9/clk_44MHz 管腳，SHTll 的 SCK 管腳接 GS1010 的 gpio23/pps 管腳，SHTll 的 NC 管腳不接。
[0026]GS1010與SHTll之間的通信需要按照所定義的串口時序嚴格執(zhí)行。SHTll的命令為一個字節(jié)，高三位為器件的地址位，目前只有“000”可用，低5位為實際的命令代碼。表一為SHTll的命令列表。
[0027]表一SHTll 命令
【權(quán)利要求】
1.基于GSlOlO的W1-Fi無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于:包括GS1010主芯片、電源模塊、實時時鐘模塊、溫濕度傳感器模塊、配置模塊和外圍模塊； 所述電源模塊包括第一電池組BT1、第一開關(guān)SW-SroT、第一 MOSFET管DNS、穩(wěn)壓二極管Q3、TPS62261穩(wěn)壓芯片、TPS63001穩(wěn)壓芯片、第三十五電阻R35、第三十六電阻R36、第一電感L1、第二電感L2、第三電感L3、第四電感L4、第五電感L5、第二十二電容C22、第二十三電容C23、第二十四電容C24、第二十五電容C25、第二十八電容C28、第三十五電容C35、第四十電容C40和第四十一電容C41 ;第一電池組BTl的負極端接地，正極端接第一開關(guān)SW-SPDT的2號端，第一開關(guān)SW-SPDT的I號端接第一 MOS管DNS的漏極，第一 MOS管DNS的柵極與第三十五電容C35的負極端連接后接地，第三十五電容C35的正極端接第一 MOS管DNS的源極，穩(wěn)壓二極管Q3陽極端接第一 MOS管DNS的漏極，穩(wěn)壓二極管Q3陰極端接第一 MOS管DNS的源極，TPS62261穩(wěn)壓芯片的EN管腳接GS1010主芯片的dc_dc_cntl管腳，TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳接第一 MOS管DNS的源極，TPS62261穩(wěn)壓芯片的管腳FB接第二十三電容C23的一端，第二十三電容C23的另一端接地，TPS62261穩(wěn)壓芯片的MODE管腳直接接地，TPS62261穩(wěn)壓芯片的SW管腳接第二電感L2的一端，第二電感L2的另一端接第二十三電容C23的一端，第二十二電容C22的一端接TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳，另一端與TPS62261穩(wěn)壓芯片的GND管腳連接后接地，第一電感L1、第三電感L3、第四電感L4的一端連接在一起后在連接到第二電感L2的另一端，第二十四電容C24與第一電感LI的另一端連接，第二十四電容C24的另一端接地，第二十五電容C25與第三電感L3的另一端連接，第二十五電容C25的另一端接地，第二十八電容C28與第四電感L4的另一端連接，第二十八電容C28的另一端接地，第五電感L5的一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的LI管腳，另一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的L2管腳，第四十電容C40的一端接TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳，另一端接地；TPS63001穩(wěn)壓芯片的VIN管腳和VINA管腳連接到一起后在與TPS62261穩(wěn)壓芯片的VIN管腳連接，第三十六電阻 R36的一端接GS1010的dc_dc_cntl管腳，另一端接TPS63001穩(wěn)壓芯片的EN管腳，TPS63001穩(wěn)壓芯片的PS/SYNC管腳和GND管腳連接到一起后再與第三十五電阻R35的一端相連，第三十五電阻R35的另一端接地，TPS63001穩(wěn)壓芯片的PGND管腳和P0WER_PAD管腳分別接地，TPS63001穩(wěn)壓芯片的VOUT管腳和FB管腳連接到一起后再與第四十一電容C41的一端連接，第四十一電容C41的另一端接地； 所述實時時鐘模塊包括按鈕SW1、第十電阻R10、第十三電容C13、第十四電容C14、第十七電容C17、第十九電容C19、二極管Dl和第一晶振Y1，按鈕SWl的一端接地，另一端接主芯片GS1010的alarm2管腳，第十電阻RlO的一端接主芯片GS1010的alarm2管腳，另一端接電源VDD_RTC，第十七電容C17的一端接主芯片GS1010的alarm2管腳，另一端接地，第十三電容C13的一端與第一晶振Yl的2號端連接，另一端接地，第十四電容C14的一端與第一晶振Yl的I號端連接，另一端接地，第一晶振Yl的2號端連接主芯片GS1010的osc_32kl/ext_32kHz管腳，第一晶振Yl的I號端連接主芯片GS1010的osc_32k2管腳，第十九電容C19的一端接主芯片GS1010的VDD_RTC管腳，另一端接地，二極管Dl的陽極接電源VBAT，陰極接主芯片GS1010的VDD_RTC管腳； 所述溫濕度傳感器模塊包括SHTll傳感器、第三十七電阻R37和第三十八電阻R38 ;第三十七電阻R37的一端接SHTll的VDD管腳，另一端接SHTll傳感器的DATA管腳，第三十八電阻R38的一端接SHTll傳感器的VDD管腳，另一端接SHTll傳感器的SCK管腳，SHTll傳感器的VDD管腳接電源VDD_IO，SHTll傳感器的DATA管腳接GSlOlO的gpiol9/clk_44MHz管腳，SHTll傳感器的SCK管腳接GS1010的gpio23/ppS管腳，SHTll傳感器的NC管腳懸空； 所述配置模塊包括第三十四電容C34、第三十八電容C38、第三十九電容C39、第四十八電容C48、第四十九電容C49、第九電阻R9、第^^一電阻Rll、SN74LV2T45電壓匹配芯片U1、SN74LV2T45電壓匹配芯片U2、二極管D3和串口 UART ；SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的BI管腳接主芯片GS1010的uart0_rx/gpio0，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的B2管腳接主芯片GS1010的uart0_cts/gpio24管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的GND管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCB管腳接電源VDD_IO，VCCA管腳接電源VDD_3V3，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的DIR管腳接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCA管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的Al管腳接串口 UART的TXD管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的A2管腳接串口 UART的RTS#管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的BI管腳接主芯片GS1010 的 uart0_rts/gpio25、SN74LV2T45 電壓匹配芯片 U2 的 B2 管腳接主芯片 uart0_tx/gpiol管腳、SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的GND管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCB管腳接電源VDD_10, VCCA管腳接電源VDD_3V3, SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的DIR管腳接地，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的Al管腳接串口 UART的CTS#管腳，SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的A2管腳接串口 UART的RXD管腳，第三十八電容C38的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCB，另一端接地，第三十九電容C39的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片U2的VCCA，另一端接地，第四十八電容C48的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCB，另一端接地，第四十九電容C49的一端接SN74LV2T45電壓匹配芯片Ul的VCCA，另一端接地，第九電阻R9的一端接電源,另一端接主芯片GS1010的uartl_rts/gpio27管腳，第十一電阻Rll的一端接串口 UART的VCC管腳，另一端接二極管D3的陰極，二極管D3的陽極與第三十四電容C34的一端連接后再接地，第三十四電容C34的另一端接電源VDD_3V3 ； 所述外圍模塊包括第一電阻Rl、第二電阻R2、第三十九電阻R39、第四十電阻R40、蜂鳴器 LS1、三極管 QN、LEDl、LED2、MOSFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2 組成；M0SFET 管 Ql 的柵極接主芯片GS1010的gpio30管腳，源極接地，漏極接LEDl的陰極，LEDl的陽極接第一電阻Rl的一端，第一電阻Rl的另一端接電源VBAT，MOSFET管Q2的柵極接主芯片GS1010的gpio31管腳，源極接地，漏極接LED2的陰極，LED2的陽極接第二電阻R2的一端，第二電阻R2的另一端接電源VBAT,第四十電阻R40的一端接主芯片GS1010的pwmO/gpiolO管腳,另一端接三極管QN的基極，三極管QN的發(fā)射極接電源VDD_10，三極管QN的集電極接第三十九電阻R39的一端，第三十九電阻R39的另一端接蜂鳴器LSl的一端，蜂鳴器LSl的另一端接地。
【文檔編號】G08C17/02GK104021658SQ201410203959
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】游兆彤 申請人:浙江省農(nóng)業(yè)科學院