一種集多類型傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置及運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感領(lǐng)域，具體涉及一種集多類型傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置及運(yùn)行方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展比較迅速，在各個行業(yè)的應(yīng)用都比較廣泛，因此需要多種傳感器類型，但是由于傳感器種類繁多，傳感器的接口各不相同，在傳統(tǒng)的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置中，每增加一種傳感器，都需要對裝置的軟硬件進(jìn)行重新的設(shè)計與研發(fā)，造成了大量的重復(fù)性的工作，增加了無線傳感網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)與升級難度，以及傳感器組網(wǎng)復(fù)雜性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種集多傳感器與無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置，該裝置使得傳感器配置更加靈活與方便，并能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器的自動識別，實現(xiàn)了傳感器的即插即用，簡化了傳感器組網(wǎng)的設(shè)計與開發(fā)。
[0004]為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種集多類型傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置包括一殼體，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置通過航空插頭連接若干傳感器，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置還包括內(nèi)部功能單元，所述內(nèi)部功能單元位于所述殼體內(nèi)部，所述內(nèi)部功能單元包括MCU控制器模塊、傳感器選擇模塊，所述傳感器選擇模塊與所述MCU控制器模塊連接；
所述傳感器選擇模塊包括通信信號轉(zhuǎn)換子組件、傳感器通信通道切換子組件和傳感器電源控制子組件。
[0005]進(jìn)一步地，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置還包括按鈕-固定設(shè)備；所述按鈕-固定設(shè)備包括傳感器接口單元；所述傳感器接口單元與所述傳感器選擇模塊連接；所述傳感器接口單元包括四個的航空插頭。
[0006]進(jìn)一步地，所述內(nèi)部功能單元還包括電源管理模塊，所述電源管理模塊包括太陽能充電管理組件和設(shè)備供電組件；
所述殼體內(nèi)部設(shè)置一太陽能電池板和一可充電鋰電池，所述太陽能電池板和可充電鋰電池通過一太陽能固定單元固定在所述殼體的內(nèi)部；
所述太陽能充電管理組件與所述太陽能電池板和可充電鋰電池分別相互連接。
[0007]進(jìn)一步地，所述內(nèi)部功能單元還包括用于設(shè)備異常檢測的設(shè)備自檢模塊，所述設(shè)備自檢模塊與所述MCU控制器模塊連接；所述按鈕-固定設(shè)備還包括控制和顯示單元，所述控制和顯示單元與所述MCU控制器模塊連接，所述控制和顯示單元位于所述殼體的外部；所述控制與顯示單元包括裝置運(yùn)行指示燈、裝置自檢指示燈、及無線網(wǎng)絡(luò)連接指示燈。
[0008]進(jìn)一步地，所述內(nèi)部功能單元還包括:
用于傳輸信號的無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊包括微處理器、射頻芯片和射頻電線，所述射頻天線通過一射頻天線固定單元固定在所述殼體的內(nèi)部； 用于存儲所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置識別碼以及暫存采集到的傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存取模塊，所述數(shù)據(jù)存取模塊與所述MCU控制器模塊。
[0009]進(jìn)一步地，所述控制與顯示單元還包括裝置開啟按鈕和裝置關(guān)閉按鈕；所述按鈕-固定設(shè)備還包括用于所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置放置、固定的裝置安裝固定架。
[0010]一種集多類型傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的運(yùn)行方法，采用上述權(quán)利要求1一6之一所述的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置，所述運(yùn)行方法包括以下步驟:
步驟I)將傳感器與所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置連接；
步驟2)開啟所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置；
步驟3)檢測所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的網(wǎng)絡(luò)連接、設(shè)備異常情況；
步驟4)所述傳感器選擇模塊對步驟I)中的傳感器進(jìn)行識別，并存儲傳感器類型數(shù)據(jù)； 步驟5)所述MCU控制器模塊處于休眠狀態(tài)等待命令消息；
步驟6)處于步驟5)休眠的MCU控制器模塊接收到命令消息，對消息命令進(jìn)行處理，處理結(jié)束后所述MCU控制器模塊再次進(jìn)入步驟5)的狀態(tài)，直到所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置工作結(jié)束；
步驟7)所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置工作結(jié)束，關(guān)閉無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置。
[0011]進(jìn)一步地，所述步驟6)根據(jù)接收的命令消息以下步驟判斷:
步驟6.1)所述MCU控制器模塊接收的命令消息為傳感器類型識別命令，對消息命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，獲取所述步驟4)存儲的傳感器類型數(shù)據(jù)并發(fā)送；
步驟6.2)所述MCU控制器模塊接收的命令消息為傳感器數(shù)據(jù)讀取命令時，對消息命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，獲得采集數(shù)據(jù)，進(jìn)行存儲、發(fā)送；
步驟6.3)對上述步驟6.1)或者6.2)獲得的采集數(shù)據(jù)通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊發(fā)送到無線傳感網(wǎng)絡(luò)的其它節(jié)點(diǎn)，重復(fù)步驟5)，直到所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置工作結(jié)束。
[0012]進(jìn)一步地，所述步驟6.2)包括以下步驟:
步驟6.2.1)所述MCU控制器模塊向所述傳感器選擇模塊發(fā)出命令，所述傳感器選擇模塊選擇合適的傳感器，并向傳感器發(fā)送采集命令；
步驟6.2.2)步驟6.2.1)當(dāng)傳感器接收到所述MCU控制器模塊傳來的采集命令時，傳感器對消息命令進(jìn)行提取，解析與校驗，判斷消息命令的類型，根據(jù)消息命令的類型得到對應(yīng)的采集數(shù)據(jù)；
步驟6.2.3)將上述步驟6.2.2)傳感器得到的采集數(shù)據(jù)傳輸給所述MCU控制器模塊；步驟6.2.4)所述MCU控制器將接收到的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、解析、校驗并將采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o線信息格式的數(shù)據(jù)幀，通過所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊發(fā)送給無線傳感網(wǎng)絡(luò)中其他節(jié)點(diǎn)。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟3)包括以下步驟:
步驟3.1)利用所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊檢測周圍的無線傳感網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)檢測到周圍有合適的網(wǎng)絡(luò)時，請求加入此網(wǎng)絡(luò)，成功加入后，所述無線網(wǎng)絡(luò)連接指示燈點(diǎn)亮；
步驟3.2)所述步驟3.1)加入無線傳感網(wǎng)絡(luò)之后，所述設(shè)備自檢模塊17對所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置進(jìn)行異常檢測，當(dāng)檢測到異常錯誤時，將異常類型發(fā)送給所述MCU控制器模塊，通過所述MCU控制器模塊控制所述裝置自檢指示燈閃爍報警。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的集多類型傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的外觀結(jié)構(gòu)圖；
圖2是控制與顯示單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是傳感器接口單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是內(nèi)部功能單元的連接線路示意圖；
圖5是無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置運(yùn)行方法的流程圖；
圖6是無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的部分原理圖。
【具體實施方式】
[0015]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0016]相反，本發(fā)明涵蓋任何由權(quán)利要求定義的在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。進(jìn)一步，為了使公眾對本發(fā)明有更好的了解，在下文對本發(fā)明的細(xì)節(jié)描述中，詳盡描述了一些特定的細(xì)節(jié)部分。對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)部分的描述也可以完全理解本發(fā)明。
[0017]如圖1-2所示，本發(fā)明涉及一種集多傳感器的無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置包括內(nèi)部功能單元和按鈕-固定設(shè)備，所述內(nèi)部功能單元與所述按鈕-固定設(shè)備相連，所述內(nèi)部功能單元被一殼體6覆蓋，所述按鈕-固定設(shè)備位于所述殼體的外部，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置與若干傳感器連接。
[0018]如圖4所示，所述內(nèi)部功能單元包括MCU控制器模塊16、傳感器選擇模塊19、電源管理模塊13、無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊15、設(shè)備自檢模塊17、數(shù)據(jù)存儲模塊18。所述傳感器選擇模塊19、電源管理模塊13、無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊15、設(shè)備自檢模塊17、數(shù)據(jù)存儲模塊18分別與所述MCU控制器模塊16連接。
[0019]如圖1所示，所述按鈕-固定設(shè)備包括控制和顯示單元3、傳感器接口單元4。
[0020]所述傳感器選擇模塊19包括通信信號轉(zhuǎn)換子組件、傳感器通信通道切換子組件和傳感器電源控制子組件。所述傳感器選擇模塊19主要功能是將通信信號轉(zhuǎn)換至標(biāo)準(zhǔn)的RS485差分信號電平，給指定的傳感器提供電源并選通傳感器和所述MCU控制器模塊16之間的通信通道。所述傳感器選擇模塊19與所述傳感器接口單元4連接。
[0021]所述傳感器接口單元4如圖3所示，包括四個六芯的航空插頭13，所述航空插頭13主要提供所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的電源供給和數(shù)據(jù)信號的傳輸，及其與為所述傳感器的連接處，四個航空插頭采用統(tǒng)一的接口定義，使得傳感器可以在四個插頭之間互換而不影響裝置的正常使用。
[0022]所述電源管理模塊13主要包括太陽能充電管理組件和設(shè)備供電組件，所述殼體外部設(shè)置一太陽能電池板20和一可充電鋰電池21，所述太陽能充電管理組件與所述太陽能電池板20和可充電鋰電池21分別相互連接，通過所述太陽能電池板20給所述可充電鋰電池21進(jìn)行充電從而為所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置提供能量來源。所述設(shè)備供電組件是將所述可充電鋰電池21電壓轉(zhuǎn)換為所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置需要的合適電壓，從而保證所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的正常運(yùn)行。
[0023]所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)射頻模塊15主要包括微處理器、射頻芯片和射頻電線22，所述射頻芯片主要用于所述射頻電線22的無線信號接收與發(fā)送，將接收的無線信號傳給所述微處理器進(jìn)行解碼以及發(fā)送從所述微處理器傳來的數(shù)據(jù)。
[0024]所述設(shè)備自檢模塊17主要用于所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置運(yùn)行時的其它模塊的異常檢測，所述自檢模塊17將檢測的相關(guān)信息通過所述殼體6外部設(shè)置一控制與顯示單元3的一裝置自檢指示燈11進(jìn)行顯示，所述控制與顯示單元3與所述MCU控制器模塊16連接；所述控制與顯示單元3還包括用于指示所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置是否處于運(yùn)行狀態(tài)顯示的裝置運(yùn)行指示燈10，及用于所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置是否加入無線傳感網(wǎng)絡(luò)指示的無線網(wǎng)絡(luò)連接指示燈12。
[0025]所述控制與顯示單元3還包括裝置開啟按鈕8和裝置關(guān)閉按鈕9 ;所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置開啟按鈕8主要用于所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的開啟運(yùn)行，當(dāng)按下此按鈕3-5秒后，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置開始上電運(yùn)行；所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置關(guān)閉按鈕9主要用于所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置的關(guān)閉運(yùn)行，當(dāng)按下此按鈕1-2秒后，所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置關(guān)閉運(yùn)行。
[0026]所述數(shù)據(jù)存取模塊18主要存儲所述無線傳感網(wǎng)絡(luò)裝置識別碼以及暫存采集到的傳感器數(shù)據(jù)，等到服務(wù)器端有數(shù)據(jù)請求時，進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送。
[0027]所述按鈕-固定設(shè)備還包括射頻天線固定單元1、