帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊的制作方法
【專利摘要】一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，可以數(shù)字輸出三個(gè)方向的加速度，可用于精確空間位置下的汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、機(jī)械、道路橋梁振動(dòng)測(cè)試以及報(bào)警系統(tǒng)等多個(gè)方面。所述節(jié)點(diǎn)模塊包括：ATmega8L控制器(1)；加速度檢測(cè)采集電路(2)；GPS定位模塊(3)；通訊接口連接器(4)；電源電路(5)。本發(fā)明利用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)三軸加速度的測(cè)量，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于推廣等特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】 帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具體來(lái)說(shuō)采用8位微控制器、三軸加速度傳感器與GPS定位模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的加速度數(shù)字輸出，可用于精確空間位置下的汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、機(jī)械、道路橋梁振動(dòng)測(cè)試以及報(bào)警系統(tǒng)等多個(gè)方面。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息采集與智能計(jì)算技術(shù)的迅速發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)通信網(wǎng)的廣泛應(yīng)用，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)、環(huán)保、交通等領(lǐng)域得到了應(yīng)用。傳感器技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，物聯(lián)網(wǎng)將依靠傳感器作為數(shù)據(jù)輸入端，通過(guò)各種傳感器采集或獲取自然界的各種物理量、化學(xué)量、生物量等，從而提高對(duì)物質(zhì)世界的感知能力，實(shí)現(xiàn)智能化的決策和控制。
[0003]GPS (Global Positioning System)是衛(wèi)星測(cè)時(shí)測(cè)距導(dǎo)航/全球定位系統(tǒng)(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文縮寫，簡(jiǎn)稱“全球定位系統(tǒng)”。該系統(tǒng)是以衛(wèi)星為基礎(chǔ)的無(wú)線電導(dǎo)航定位系統(tǒng)，具有全能性(陸地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。GPS設(shè)備可以提供精準(zhǔn)的空間位置信息，將GPS技術(shù)與傳感器技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合，在獲取傳感器所輸出的信息同時(shí)同步獲取空間位置信息，因而有利于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推廣。
[0004]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，能夠協(xié)同地實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、感知和采集網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中各種環(huán)境或監(jiān)測(cè)對(duì)象的信息，并對(duì)其進(jìn)行處理，處理后的信息通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送，并以自組多跳的網(wǎng)絡(luò)方式傳送給觀察者。ZigBee技術(shù)作為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中的一種，具有成本低、功耗低、網(wǎng)絡(luò)容量大、數(shù)據(jù)傳輸可靠等特點(diǎn)，應(yīng)用范圍很廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種成本低廉、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于推廣的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具有控制器，還包括與控制器相連的加速度檢測(cè)采集電路；與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊；與控制器相連的用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸及功能擴(kuò)展的通訊接口連接器。
[0007]所述的加速度檢測(cè)采集電路與控制器通過(guò)模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與輸出。
[0008]所述的GPS定位模塊與控制器的1/0 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)接收GPS定位模塊輸出的坐標(biāo)信息。
[0009]所述的通訊接口連接器與控制器的串口和1/0 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者與ZigBee節(jié)點(diǎn)板相連進(jìn)行功能的擴(kuò)展,組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明的整體框圖；
[0011]圖2是本發(fā)明加速度檢測(cè)采集電路原理圖；
[0012]圖3是本發(fā)明GPS定位模塊電路原理圖；
[0013]圖4是本發(fā)明50管腳通訊接口連接器原理圖；
[0014]圖5是本發(fā)明的電源電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，采用三軸加速度傳感器、GPS定位模塊與8位微控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)三個(gè)方向的加速度數(shù)字輸出，以便用于精確空間位置下的汽車制動(dòng)啟動(dòng)檢測(cè)、機(jī)械、道路橋梁振動(dòng)測(cè)試以及報(bào)警系統(tǒng)等多個(gè)方面。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具有控制器
(I)，還包括與控制器相連的加速度檢測(cè)采集電路(2);與控制器相連的用于提供精確空間位置的GPS定位模塊(3);與控制器相連的用于數(shù)據(jù)傳輸及功能擴(kuò)展的通訊接口連接器
(4);與控制器、加速度檢測(cè)采集電路相連的用于提供電源的電源電路(5)。
[0018]如圖2所示，加速度檢測(cè)采集電路通過(guò)模擬兩線式串行總線I2C通訊接口進(jìn)行三軸加速度的采集與數(shù)字輸出。
[0019]如圖3所示，GPS定位模塊采用全球衛(wèi)星定位接收芯片Gstar系列GS-89組成，通過(guò)控制器的I/o 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)完成GPS坐標(biāo)信息的接收。
[0020]如圖4所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊具有50管腳的通訊接口連接器，與控制器的串口和I/o 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸或者ZigBee節(jié)點(diǎn)板相連進(jìn)行功能的擴(kuò)展，組成無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)。
[0021]如圖5所示，本發(fā)明的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊由于采用電池或者外部供電兩種方式提供電源，故通過(guò)開關(guān)進(jìn)行切換，BL8530-3.3V升壓芯片用于對(duì)電池供電時(shí)進(jìn)行電源升壓；AMS1117-3.3V降壓穩(wěn)壓芯片用于外部供電時(shí)進(jìn)行電源的降壓與穩(wěn)壓。
【權(quán)利要求】
1.一種帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，具有控制器(I)，其特征在于，還包括與控制器⑴相連的加速度檢測(cè)采集電路⑵；與控制器⑴相連的GPS定位模塊(3);與控制器(I)相連的通訊接口連接器(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，其特征在于:所述的加速度檢測(cè)采集電路(2)與控制器(I)通過(guò)模擬兩線式串行總線I2C通信接口相連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，其特征在于:所述的GPS定位模塊(3)與控制器(I)的I/O 口相連，采用模擬串口時(shí)序來(lái)接收GPS定位模塊輸出的坐標(biāo)信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有定位功能的三軸加速度傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，其特征在于:所述的通訊接口連接器(4)與控制器(I)的串口和I/O 口相連，用于數(shù)據(jù)的傳輸及功能擴(kuò)展。
【文檔編號(hào)】G05B19/042GK103454451SQ201210174147
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月29日
【發(fā)明者】吳興利, 田立國(guó), 李猛, 陳志亮 申請(qǐng)人:天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)