一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),包括:控制單元、傳感器、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊,控制單元與傳感器相連,用于接收傳感器采集的危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息;控制單元與射頻模塊相連,用于通過射頻模塊將危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息遠(yuǎn)程發(fā)送到無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的監(jiān)控中心;近距離通信模塊,用于保存無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息,并與無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的射頻讀寫器相通信,將無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息發(fā)送至射頻讀寫器;電源模塊分別與控制單元、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊相連,用于提供工作電壓。通過縮短無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信距離的方式,實(shí)現(xiàn)簡單快速的查找待處理危險(xiǎn)品的目的,提高了查找準(zhǔn)確性以及工作效率。
【專利說明】一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及危險(xiǎn)品運(yùn)輸【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]危險(xiǎn)品是易燃易爆有強(qiáng)烈腐蝕性的物品的統(tǒng)稱,危險(xiǎn)品的運(yùn)輸存在巨大的危險(xiǎn)性,為了減少危害的發(fā)生,現(xiàn)有大多通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)對(duì)危險(xiǎn)品的運(yùn)輸進(jìn)行全程監(jiān)控。
[0003]WSN可包括無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)通信網(wǎng)、監(jiān)控中心等,其中無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)作為原始數(shù)據(jù)采集設(shè)備,要具有唯一的身份標(biāo)識(shí),并且要在運(yùn)輸過程中與指定的危險(xiǎn)品相綁定,如此就可明確知曉該無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過移動(dòng)通信網(wǎng)反饋到監(jiān)控中心的信息對(duì)應(yīng)哪些危險(xiǎn)品。
[0004]危險(xiǎn)品在運(yùn)輸過程中可能需要經(jīng)歷裝卸、搬運(yùn)、物資重組等處理過程,為了找到每個(gè)處理環(huán)節(jié)針對(duì)的待處理危險(xiǎn)品,現(xiàn)有存在以下兩種方式:
[0005]一是,通過手持終端獲取與危險(xiǎn)品綁定的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息,由此找到待處理危險(xiǎn)品。這種方式下,因無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的通信距離有50m?1000m,也就是說,手持終端至少能讀取到50m內(nèi)放置的所有危險(xiǎn)品綁定的節(jié)點(diǎn)的身份信息,若要從眾多的身份信息中找到待處理危險(xiǎn)品對(duì)應(yīng)的節(jié)點(diǎn)的身份信息,這顯然是不易的。另外,在危險(xiǎn)品放置比較集中的場景下,還存在無法找到待處理危險(xiǎn)品的可能性。
[0006]二是,現(xiàn)場工作人員人為查看每個(gè)危險(xiǎn)品包裝箱上的信息,找到待處理危險(xiǎn)品。這種方式下,工作效率非常低下,而且很容易出現(xiàn)遺漏、或查找錯(cuò)誤等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)的短距離通信。
[0008]為此,本實(shí)用新型實(shí)施例提供如下技術(shù)方案:
[0009]一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),包括:控制單元、傳感器、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊,
[0010]所述控制單元與所述傳感器相連,用于接收所述傳感器采集的危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息;
[0011]所述控制單元與所述射頻模塊相連,用于通過所述射頻模塊將所述危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息遠(yuǎn)程發(fā)送到所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的監(jiān)控中心;
[0012]所述近距離通信模塊,用于保存所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息,并與所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的射頻讀寫器相通信,將所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息發(fā)送至所述射頻讀寫器;
[0013]所述電源模塊分別與所述控制單元、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊相連,用于提供工作電壓。
[0014]優(yōu)選的,所述控制單元還與所述近距離通信模塊相連,用于在所述近距離通信模塊與所述射頻讀寫器建立通信時(shí),控制所述電源模塊停止向所述近距離通信模塊供電。
[0015]優(yōu)選的,所述近距離通信模塊還與所述控制單元相連,用于接收所述控制單元發(fā)送的所述危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息,并上報(bào)至所述射頻讀取器。
[0016]優(yōu)選的,所述近距離通信模塊,還用于接收所述射頻讀寫器寫入的操作信息;
[0017]所述控制單元與所述近距離通信模塊相連,用于獲取所述操作信息。
[0018]優(yōu)選的,所述近距離通信模塊為SDLXl 100超聲波模塊、M24LR04、M24LR16、M24LR64中的任一個(gè)。
[0019]優(yōu)選的,所述射頻模塊為CC1100、CC2520、Si4432中的任一個(gè)。
[0020]本實(shí)用新型的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),可包括控制單元、傳感器、射頻模塊、電源模塊和近距離通信模塊,其中,近距離通信模塊的通信距離為0.1m?3m,這樣,在工作人員通過手持終端獲取節(jié)點(diǎn)身份信息時(shí),手持終端上只顯示距離終端很近的節(jié)點(diǎn)的身份信息,通過這種縮短無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通信距離的方式,就可實(shí)現(xiàn)簡單快速的查找待處理危險(xiǎn)品的目的,提高了查找準(zhǔn)確性以及工作效率。另外,將射頻模塊的通信距離控制在50m?200m,還可保證節(jié)點(diǎn)與監(jiān)控中心之間的正常通信。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]為了更清楚地說明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本申請(qǐng)中記載的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0022]圖1是本實(shí)用新型無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)施例1的構(gòu)成示意圖;
[0023]圖2是本實(shí)用新型無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)施例2的構(gòu)成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本實(shí)用新型方案,下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0025]如圖1所示,示出了本實(shí)用新型無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)施例1的構(gòu)成示意圖,具體可包括:控制單元10、傳感器20、射頻模塊30、電源模塊50、近距離通信模塊40。下面分別對(duì)每個(gè)部件進(jìn)行解釋說明。
[0026]控制單元10可以是8位或16位的低功耗處理器,如英特爾生產(chǎn)的8051、美國德州儀器生產(chǎn)的MSP430等微處理器MCU(Micro Control Unit),均可作為本實(shí)用新型中的控制單元使用??刂茊卧紫纫c電源模塊相連,接受電源模塊向其提供的工作電壓;然后控制單元還要與傳感器、射頻模塊相連,如此就可將傳感器采集的危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息通過射頻模塊發(fā)送到節(jié)點(diǎn)外部的監(jiān)控中心。具體地,可以是多個(gè)無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)先將各自采集的狀態(tài)信息匯總到網(wǎng)關(guān),然后再通過網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)送到監(jiān)控中心。需要說明的是,監(jiān)控中心可以是一臺(tái)甚至多臺(tái)服務(wù)器,用于實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)品狀態(tài)信息的存儲(chǔ)、分析,并可根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行危險(xiǎn)品運(yùn)輸?shù)恼{(diào)度指揮。
[0027]傳感器20可以具體體現(xiàn)為溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、氣體濃度傳感器等等(根據(jù)節(jié)點(diǎn)綁定的危險(xiǎn)品的類型,從中選則合適的傳感器,本實(shí)用新型對(duì)此可不做具體限定),通過這些傳感器實(shí)時(shí)獲取與無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)綁定的危險(xiǎn)品的溫度、濕度、振動(dòng)、氣壓、放射性、有毒有害氣味等狀態(tài)信息,并將這些狀態(tài)信息作為危險(xiǎn)品運(yùn)輸過程中的狀態(tài)參數(shù)發(fā)送到控制單元。具體地,傳感器與控制單元之間可通過SPI (Serial PeripheralInterface,同步串行外設(shè)接口)、IIC (Inter-1ntegrated Circuit,集成電路總線)、UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用異步收發(fā)傳輸器)進(jìn)行通信。
[0028]射頻模塊30可選用一些通信距離較近的芯片,如德州儀器(Texas Instruments,簡稱TI)生產(chǎn)的CC1100/CC2520、Silicon Labs (芯科實(shí)驗(yàn)室有限公司)生產(chǎn)的Si4432等射頻芯片,一般工作在433M、470M、2.4G等頻段,通信距離在50m?200m之間。射頻模塊主要用于將控制單元轉(zhuǎn)發(fā)的危險(xiǎn)品狀態(tài)信息遠(yuǎn)程發(fā)送到監(jiān)控中心;或者,作為一種優(yōu)選方案,當(dāng)控制單元內(nèi)保存有其綁定的危險(xiǎn)品的基本信息(如危險(xiǎn)品名稱、種類、數(shù)量、始發(fā)地、目的地等信息中的一個(gè)或多個(gè))時(shí),射頻模塊還可將危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息和基本信息一起上報(bào)至監(jiān)控中心。具體地,射頻模塊與控制單元之間可通過SPI進(jìn)行通信。另外,需要說明的是,射頻模塊還要與電源模塊相連,接受電源模塊的供電。
[0029]近距離通信模塊40至少應(yīng)具備以下兩個(gè)功能:
[0030]一是,具備存儲(chǔ)無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息的功能。因無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)是與危險(xiǎn)品相綁定的,這樣在手持終端(即本實(shí)用新型中的射頻讀寫器)與節(jié)點(diǎn)通信獲取到節(jié)點(diǎn)身份信息之后,終端也就相應(yīng)地獲取到了危險(xiǎn)品的信息,工作人員即可明確該包裝箱內(nèi)的危險(xiǎn)品是否為待處理危險(xiǎn)品,如果是,則進(jìn)行搬運(yùn)、分流等處理;如果否,則繼續(xù)用手持終端與下一個(gè)包裝箱上的節(jié)點(diǎn)建立通信,如此循環(huán)逐個(gè)判斷。
[0031]二是,具備與手持終端近距離通信的功能,且相對(duì)射頻模塊來說,近距離通信模塊的通信距離要更短一些,如0.1m?3m。需要說明的是,可通過調(diào)節(jié)功率、天線尺寸等方式調(diào)整近距離通信模塊的通信距離(一般情況下,功率越大,通信距離越短;天線尺寸越小,通信距離越短),將該模塊的通信距離控制在Im以內(nèi)。這樣,在工作人員通過手持終端查看每個(gè)包裝箱內(nèi)的危險(xiǎn)品信息時(shí),手持終端上只顯示與其距離最近的一個(gè)或者幾個(gè)包裝箱內(nèi)的危險(xiǎn)品彳目息。
[0032]在近距離通信模塊具備上述兩個(gè)功能之后,即可實(shí)現(xiàn)簡單快速的查找待處理危險(xiǎn)品的目的,提高了查找準(zhǔn)確性以及工作效率。
[0033]具體地,近距離通信模塊可體現(xiàn)為意法半導(dǎo)體公司生成的M24LR04、M24LR16、M24LR64,其中04、16,64分別代表存儲(chǔ)空間為4kbits、16kbits、64kbits?;蛘撸嚯x通信模塊還可體現(xiàn)為超聲波通信模塊,如Sonicom生產(chǎn)的SDLXl 100超聲波模塊,典型通信距離為O?2m ο
[0034]如圖2所示,示出了本實(shí)用新型無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)施例2的構(gòu)成示意圖,具體可包括:控制單元10、傳感器20、射頻模塊30、電源模塊50、近距離通信模塊40。在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上,本實(shí)施例中的近距離通信模塊還可與控制單元相連,如此就可實(shí)現(xiàn)以下三方面效果:
[0035]第一方面,節(jié)省板上電源。
[0036]由圖1、2所示結(jié)構(gòu)可知,近距離通信模塊要與電源模塊相連,接受電源模塊的供電,但是,在近距離通信模塊與射頻讀寫器建立通信,進(jìn)入RF(Radi0 Frequency,射頻)模式時(shí),讀寫近距離通信模塊可以不需要電源,因此,為了節(jié)省板上電源,可在進(jìn)入RF模式時(shí),由控制單元控制電源模塊停止向近距離通信模塊供電。
[0037]第二方面,傳送危險(xiǎn)品狀態(tài)信息,提高工作人員的工作安全性。
[0038]以M24LRxx系列芯片為例,其內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)IIC串口的EEPROM (ElectricallyErasable Programmable Read-Only Memory,電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器),可與大多數(shù)微控制器或ASIC芯片通信,如此,控制單元就可通過IIC串口向近距離通信模塊轉(zhuǎn)發(fā)危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息。這樣,工作人員除了可通過射頻讀寫器查看節(jié)點(diǎn)身份信息之外,還可相應(yīng)地知曉包裝箱內(nèi)危險(xiǎn)品的當(dāng)前狀態(tài),并據(jù)此判斷當(dāng)前工作環(huán)境的安全情況,提高工作安全性。如,當(dāng)危險(xiǎn)品的氣體濃度高于預(yù)設(shè)值時(shí),可認(rèn)為當(dāng)前工作環(huán)境會(huì)危害工作人員的身體健康,應(yīng)停止查找待處理危險(xiǎn)品的工作,先進(jìn)行危險(xiǎn)品緊急處理。
[0039]另外,需要說明的是,如果控制單元保存有危險(xiǎn)品的基本信息,還可通過IIC串口將危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息和基本信息一起發(fā)送到近距離通信模塊,進(jìn)而由射頻讀寫器讀取并顯示給工作人員查看。
[0040]第三方面,提高操作靈活性。
[0041]工作人員除了可通過射頻讀寫器從近距離通信模塊中讀取節(jié)點(diǎn)身份信息、危險(xiǎn)品狀態(tài)信息、危險(xiǎn)品基本信息等數(shù)據(jù)之外,還可根據(jù)需要實(shí)時(shí)向近距離通信模塊寫入一些操作信息。對(duì)應(yīng)地,控制單元?jiǎng)t會(huì)定期輪詢近距離通信模塊,一旦有新寫入的信息,就會(huì)利用該新寫入信息替換掉原有信息,并在需要時(shí)將更新后的信息通過射頻模塊遠(yuǎn)程發(fā)送到監(jiān)控中心,方便了現(xiàn)場操作。
[0042]以貨物分流為例,工作人員可在現(xiàn)場更改危險(xiǎn)品的配送目的地,即通過射頻讀寫器向近距離通信模塊寫入更新后的目的地。如貨物的原始目的地為A,在運(yùn)輸過程中接到監(jiān)控中心的緊急調(diào)度,要將貨物運(yùn)送到B,此時(shí),工作人員可通過射頻讀寫器向貨物綁定的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)(具體指節(jié)點(diǎn)內(nèi)的近距離通信模塊)中寫入目的地B,這樣,在控制單元輪詢到該寫入數(shù)據(jù)后,即會(huì)將目的地A更改為B,然后在節(jié)點(diǎn)向監(jiān)控中心上報(bào)危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息、基本信息時(shí),即可將更新后的目的地上報(bào)到監(jiān)控中心,由監(jiān)控中心在更新后數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上繼續(xù)進(jìn)行分析,并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行指揮調(diào)度。
[0043]需要說明的是,上文中的配送目的地是操作信息的一種體現(xiàn),根據(jù)不同的需求,操作信息還可體現(xiàn)為其它不同的信息,此處不再一一列舉。
[0044]以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹,本文中應(yīng)用了【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及設(shè)備;同時(shí),對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本實(shí)用新型的思想,在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【權(quán)利要求】
1.一種無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于,包括:控制單元、傳感器、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊, 所述控制單元與所述傳感器相連,用于接收所述傳感器采集的危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息; 所述控制單元與所述射頻模塊相連,用于通過所述射頻模塊將所述危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息遠(yuǎn)程發(fā)送到所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的監(jiān)控中心; 所述近距離通信模塊,用于保存所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息,并與所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)之外的射頻讀寫器相通信,將所述無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的身份信息發(fā)送至所述射頻讀寫器; 所述電源模塊分別與所述控制單元、射頻模塊、電源模塊、近距離通信模塊相連,用于提供工作電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于, 所述控制單元還與所述近距離通信模塊相連,用于在所述近距離通信模塊與所述射頻讀寫器建立通信時(shí),控制所述電源模塊停止向所述近距離通信模塊供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于, 所述近距離通信模塊還與所述控制單元相連,用于接收所述控制單元發(fā)送的所述危險(xiǎn)品的狀態(tài)信息,并上報(bào)至所述射頻讀取器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于, 所述近距離通信模塊,還用于接收所述射頻讀寫器寫入的操作信息; 所述控制單元與所述近距離通信模塊相連,用于獲取所述操作信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于,所述近距離通信模塊為 SDLX1100 超聲波模塊、M24LR04、M24LR16、M24LR64 中的任一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?4任一項(xiàng)所述的無線傳感網(wǎng)節(jié)點(diǎn),其特征在于,所述射頻模塊為CCl 100、CC2520、Si4432 中的任一個(gè)。
【文檔編號(hào)】G06K17/00GK203722831SQ201420070801
【公開日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2014年2月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月18日
【發(fā)明者】李磊, 黃河清 申請(qǐng)人:感知技術(shù)無錫有限公司