一种无线传感器网络节点的制作方法

1.本发明涉及无线传感器技术领域，特别涉及一种无线传感器网络节点。


背景技术：

2.近三十年来，国内外陆续研发出了多种具有无线组网功能的震动传感器节点、震动
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声音传感器节点、震动
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磁传感器节点、震动
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声音
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磁传感器节点以及微波雷达和微波雷达
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摄像机节点，用于探测人和车辆等入侵目标，这些节点统称为无线传感器网络(wsn)节点，也称为无人值守地面传感器(t
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ugs)节点。
3.多数wsn节点是采用2g/3g/4g或wifi传输数据和图像/视频，也有采用uhf无线通信模块来传输长、短数据包。然而，对于军用无人值守地面传感器系统，军方一般不允许利用商业基础通信设施进行数据传输，对于包含有摄像头节点在内的军用无人值守地面传感器系统，存在因uhf无线通信模块传输长数据包时长时间占用通信频道，而导致的耗时和目标漏检的问题。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本发明提供了一种微小型、低功耗的无线传感器网络节点，以克服现有的技术问题。
5.本发明采用以下技术方案：
6.一种无线传感器网络节点，所述节点安装在一节点壳体内部，所述节点设有供电电源和双微处理器系统，所述双微处理器系统由第一微处理器和第二微处理器通过串口连接而成；所述第一微处理器和第二微处理器分别连接若干功能模块；
7.所述第一微处理器连接有uhf无线通信模块和第一蓝牙通信模块，其通过所述uhf无线通信模块和蓝牙通信模块接收及转发长数据包；
8.所述第二微处理器连接有vhf无线通信模块和第二蓝牙通信模块，其通过所述vhf无线通信模块和第二蓝牙通信模块接收及转发短数据包。
9.进一步地，所述长数据包为图像信息。
10.进一步地，所述短数据包为报警信息或监控终端指令。
11.进一步地，所述供电电源采用锂电池和太阳能电池板混合供电，所述供电电源采用pmos管电子开关控制节点中各功能模块的电源的开启或关闭。
12.进一步地，所述第一微处理器还连接有铁电存储器，所述铁电存储器用于存放所述节点的命令字典、参数以及缓存采样数据。
13.进一步地，所述第二微处理器还连接有时钟日历模块，所述时钟日历模块用于记录信息发送或接收时刻以及各节点间的时间同步。
14.进一步地，所述第二微处理器还连接有电池电量检测器，所述电池电量检测器用于实时监测电池的电量。
15.进一步地，所述第二微处理器还连接有防侵入检测器，所述防侵入检测器用于判
断所述节点布放期间是否倾倒或被盗。
16.进一步地，所述第一微处理器和第二微处理器还共同连接一电磁蜂鸣器，所述电磁蜂鸣器用于指示各所述功能模块的初始状态。
17.进一步地，所述第一微处理器和第二微处理器均设有micro usb接口和swj端口，所述micro usb接口和swj端口用于所述双微处理器系统应用程序的开发与调试。
18.采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
19.1、现有的采用单微处理器系统的基站/中继节点，不论是配置了单频段、还是双频段无线通信模块，都不可能同时传输长、短数据包，可能因长时间传输长数据包而出现耗时和目标漏检现象，本发明采用双微处理器系统(即第一微处理器和第二微处理器)以及双频段无线通信模块(即uhf无线通信模块和vhf无线通信模块)，采用双微处理器系统分别管理、控制uhf无线通信模块(超高频无线通信模块)与vhf无线通信模块(高频无线通信模块)，在任意时刻，监控终端都可以通过本节点与其他t
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ugs节点进行通信联络，同时又可通过本节点接收其他t
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ugs节点发送的图像数据，实时传输图像数据(长数据包)的同时，还能传输监控终端指令和传感器信息(短数据包)，确保无人值守地面传感器系统信息传输畅通无阻，避免无线传输通道阻塞而出现的耗时和目标漏检的问题；
20.2、本发明的节点是一种微小型、低功耗的无线通信节点，既可以作为基站节点用于连接节点与监控终端，又可以作为中继节点用于接收/转发监控终端指令以及传感器数据/摄像机图像；
21.3、采用pmos管电子开关来开启/关闭电路，实现了各功能模块的分时工作，进而降低功耗；
22.4、采用电磁蜂鸣器指示节点中各功能模块的初始状态，可加快节点的布放速度。
附图说明
23.图1为本发明的节点结构图；
24.图2为pmos管电子开关电路图；
25.图3为uhf/vhf无线通信模块供电电源及其接口电路图，其中，图3(a)是uhf无线通信模块/vhf无线通信模块的直流供电电源图，图3(b)是uhf无线通信模块及其与第一微处理器的接口电路图，图3(c)是vhf无线通信模块及其与第二微处理器的接口电路图。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.实施例
28.一种无线传感器网络节点(以下简称t
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s/r节点)，所述节点安装在一节点壳体内部，所述节点设有供电电源和双微处理器系统，如图1所示，所述双微处理器系统由第一微处理器(mcu
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1板卡)和第二微处理器(mcu
‑
2板卡)通过串口连接而成；所述第一微处理器和第二微处理器分别连接若干功能模块；
29.所述第一微处理器(mcu
‑
1板卡)主要用于调度、管理与控制uhf无线通信模块和其
他功能模块，其连接有uhf无线通信模块和第一蓝牙通信模块，其通过所述uhf无线通信模块和蓝牙通信模块接收及转发长数据包，所述长数据包为图像信息；
30.所述第二微处理器(mcu
‑
2板卡)主要用于调度、管理和控制vhf无线通信模块及其他功能模块，其连接有vhf无线通信模块和第二蓝牙通信模块，其通过所述vhf无线通信模块和第二蓝牙通信模块接收及转发短数据包，所述短数据包为报警信息或监控终端指令；
31.本节点的微处理器和无线通信模块均采用休眠
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唤醒的工作模式，第一微处理器和第二微处理器均配置了蓝牙通信模块，以便在布放节点时，两个微处理器都可以与手持终端进行无线通信。
32.如图3所示，图3是uhf/vhf无线通信模块供电电源及其接口电路图。其中：图3(a)是uhf无线高速连续数传模块/vhf无线数传模块的直流供电电源，其采用由锂电池vbat供电的、可关断/开启的直流升压调节器u1/u2及其外围电子元器件rcl，构成由muc_1/2
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gpio控制的uhf/vhf无线通信模块的直流供电电源，其中的发光二极管vd用于指示电源的通断状态；图3(b)是uhf无线高速连续数传模块及其与mcu_1板卡的接口电路；图3(c)是vhf无线数传模块及其与mcu_2板卡的接口电路。
33.所述供电电源采用锂电池和太阳能电池板混合供电，如：采用5200mah锂电池和小功率(3～5w)太阳能电池板混合供电，在一般情况下，本t
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s/r节点可持续工作30天以上。所述供电电源采用pmos管电子开关(如图2所示)控制节点中各功能模块的电源的开启或关闭，本实施例中各功能模块的供电电源是可控的，可根据实际需要开启或关闭相应的供电电源。
34.所述第一微处理器还连接有铁电存储器，所述铁电存储器用于存放所述节点的命令字典、参数以及缓存采样数据。
35.所述第二微处理器还连接有时钟日历模块、电池电量检测器、防侵入检测器；所述时钟日历模块用于记录信息发送或接收时刻以及各节点间的时间同步；所述电池电量检测器用于实时监测电池的电量，所述防侵入检测器用于判断所述节点布放期间是否倾倒或被盗；。
36.本节点的第一微处理器和第二微处理器配置了共用的电磁蜂鸣器，即所述第一微处理器和第二微处理器还共同连接一电磁蜂鸣器，所述电磁蜂鸣器用于指示各所述功能模块的初始状态，可加快节点的布放速度。
37.所述第一微处理器和第二微处理器均设有micro usb接口和swj端口，所述micro usb接口和swj端口用于所述双微处理器系统应用程序的开发与调试。
38.本实施例的t
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s/r节点的基本配置如下：
39.(1)lora
tm
直序扩频(160～170mhz)lora无线通信模块，胶棒天线；
40.(2)高速连续数传无线通信模块(425～450.5mhz)，胶棒天线；
41.(3)两个ble4.2/5.0蓝牙模块，pcb天线；
42.(4)aes128或256位加密；
43.(5)2个usb接口；
44.(6)动圈式蜂鸣器；
45.(7)3.7v/5.2ah锂电池/3w太阳能电池板供电；
46.(8)壳体尺寸：100
×
60
×
40mm(可定制)；壳体重量：200g(可定制)；
47.(9)工作温度：
‑
25℃～65℃；
48.(10)防护等级：ip67。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。