本實(shí)用新型屬于無線傳感網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及了一種用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測的可喚醒無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊。

背景技術(shù)：

隨著計算機(jī)與信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的廣泛應(yīng)用，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)控制可以極大地節(jié)約各種原料的投入，大大降低生產(chǎn)成本，提高土地的收益率，同時十分有利于環(huán)境保護(hù)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的前提就是農(nóng)業(yè)環(huán)境信息的精確獲取，如光照、含水量、溫度、濕度等信息的采集。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊通過實(shí)時測量環(huán)境中的溫濕度和光照信息，傳送給信息中心收集和處理，為農(nóng)作物提供一個最佳的生長環(huán)境，為提高農(nóng)作物產(chǎn)量提供準(zhǔn)確的、科學(xué)的依據(jù)。

目前溫濕度、光照信息監(jiān)測在農(nóng)業(yè)大棚、糧倉、食品倉庫等方面應(yīng)用越來越廣泛，隨之而來對成本、精確度、操作簡便性等要求也越來越高。一方面要求溫濕度傳感器和光照傳感器采集精度要高、速度要快，另一方面要求操作簡便、信息傳輸快。

目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)大多采用復(fù)雜的MAC協(xié)議和精準(zhǔn)、高成本的時間同步協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)路由，實(shí)現(xiàn)2個相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)或傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊，這種方法使得節(jié)點(diǎn)在通訊上的能耗較大，降低了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎涂煽啃?，影響了整個網(wǎng)絡(luò)的壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述背景技術(shù)提出的技術(shù)問題，本實(shí)用新型旨在提供一種用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測的可喚醒無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，采用內(nèi)、外部喚醒相結(jié)合的方式喚醒節(jié)點(diǎn)模塊，降低了節(jié)點(diǎn)模塊的通訊能耗，節(jié)約了成本，延長了網(wǎng)絡(luò)壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案為：

一種用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測的可喚醒無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，包括微控制器、內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路、外部信號喚醒電路、溫濕度傳感器、光照傳感器、射頻電路和電源電路；所述電源電路為整個傳感器節(jié)點(diǎn)供電，所述內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路、外部信號喚醒電路、射頻電路、溫濕度傳感器和光照傳感器分別與微控制器相連，所述溫濕度傳感器和光照傳感器分別采集自身監(jiān)測范圍內(nèi)的溫濕度信號和光照信號，并將這些信號傳送給微控制器，微控制器將接收到的信號通過射頻電路發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)或相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)，微控制器通過內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路和外部信號喚醒電路喚醒射頻電路接收匯聚節(jié)點(diǎn)或相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來信號。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路采用PCF8563芯片。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述外部信號喚醒電路采用AS3930芯片。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述射頻電路包括依次連接的射頻芯片、濾波電路和天線，所述射頻芯片與微控制器相連。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述射頻芯片的型號為CC1101。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述溫濕度傳感器采用SHT1X芯片。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述光照傳感器采用TSL2561T芯片。

基于上述技術(shù)方案的優(yōu)選方案，所述微控制器采用C8051F930單片機(jī)。

采用上述技術(shù)方案帶來的有益效果：

本實(shí)用新型通過內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路和外部信號喚醒電路，實(shí)現(xiàn)了傳感器節(jié)點(diǎn)內(nèi)、外部喚醒的結(jié)合，外部信號喚醒電路在感應(yīng)到無線信號時喚醒節(jié)點(diǎn)，而內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路通過定時喚醒節(jié)點(diǎn)，協(xié)調(diào)了2個相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)或傳感器節(jié)點(diǎn)與匯聚節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)通訊，克服了傳統(tǒng)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用復(fù)雜的MAC協(xié)議和精準(zhǔn)、高成本的時間同步協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)路由的問題，提高了系統(tǒng)通信的可靠性；具有良好的擴(kuò)展性；安裝簡便，節(jié)約了成本；簡化了通信協(xié)議，降低了節(jié)點(diǎn)的通訊能耗，延長了網(wǎng)絡(luò)的生命周期。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的組成框圖。

圖2是本實(shí)用新型的具體電路原理圖。

具體實(shí)施方式

以下將結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

如圖1所示，一種用于農(nóng)業(yè)監(jiān)測的可喚醒無線傳感網(wǎng)絡(luò)傳感器節(jié)點(diǎn)模塊，包括微控制器、內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路、外部信號喚醒電路、溫濕度傳感器、光照傳感器、射頻電路和電源電路；所述電源電路為整個傳感器節(jié)點(diǎn)供電，所述內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路、外部信號喚醒電路、射頻電路、溫濕度傳感器和光照傳感器分別與微控制器相連，所述溫濕度傳感器和光照傳感器分別采集自身監(jiān)測范圍內(nèi)的溫濕度信號和光照信號，并將這些信號傳送給微控制器，微控制器將接收到的信號通過射頻電路發(fā)送給匯聚節(jié)點(diǎn)或相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)，微控制器通過內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路和外部信號喚醒電路喚醒射頻電路接收匯聚節(jié)點(diǎn)或相鄰的傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送來信號。

在本實(shí)施例中，內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路采用PCF8563芯片。外部信號喚醒電路采用AS3930芯片。射頻電路包括依次連接的射頻芯片、濾波電路和天線，所述射頻芯片與微控制器相連。射頻芯片的型號為CC1101。溫濕度傳感器采用SHT1X芯片。光照傳感器采用TSL2561T芯片。微控制器采用C8051F930單片機(jī)。

如圖2所示，電源電路采用一款低功耗-低壓-升壓型DC/DC轉(zhuǎn)換器SP6641為整個傳感器節(jié)點(diǎn)模塊供電，其輸出端口接到C8051F930單片機(jī)、溫濕度傳感器、光照強(qiáng)度傳感器和射頻芯片的電源輸入端。溫濕度傳感器SHT1X的輸出信號端DATA與單片機(jī)的P2.1端口連接。光照強(qiáng)度傳感器TSL2561T的SDA、INT、SCL端口分別與單片機(jī)的P1.4、P0.6、P1.5端口連接。內(nèi)部時鐘觸發(fā)電路PCF8563的SDA、SCL端口分別與單片機(jī)的P1.4、P1.5端口連接。外部信號喚醒電路AS3930的CS、SCL、SDI、SDO、WAKE、DAT、CL_DAT端口分別和單片機(jī)的P0.0、P0.1、P0.2、P0.3、P2.3、P2.4、P2.5端口相連。射頻芯片CC1101上的SPI時鐘信號SCLK引腳、SPI數(shù)據(jù)信號MISO引腳、SPI數(shù)據(jù)信號MOSI引腳和SPI信號選擇腳CSn分別與單片機(jī)的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3端口連接，GDO0和GDO2都是CC1101射頻芯片發(fā)送給單片機(jī)的信號引腳，因此在單片機(jī)上P1.6和P1.7都配置為數(shù)字輸入引腳。射頻芯片經(jīng)過發(fā)射和接收路徑LC濾波電路后與天線連接，與相鄰傳感器節(jié)點(diǎn)或匯聚節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信來傳輸數(shù)據(jù)。

本實(shí)用新型采用直流電供電，將電源轉(zhuǎn)換為3.3V直流電源。使用高性能的單片機(jī)技術(shù)、射頻技術(shù)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。通過SHT1X和TSL2561T芯片構(gòu)成溫濕度和光照強(qiáng)度傳感器電路，通過PCF8563周期性喚醒匯聚節(jié)點(diǎn)以及AS3930觸發(fā)性喚醒節(jié)點(diǎn)，由射頻芯片CC1101、天線、濾波器等構(gòu)成射頻電路，射頻電路以無線的方式接收傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)送過來的溫濕度信息，經(jīng)過嵌入式微控制器C8051F930接收和轉(zhuǎn)換后，將處理得到的數(shù)據(jù)再通過射頻電路發(fā)送給相鄰或上級傳感器節(jié)點(diǎn)。

以上實(shí)施例僅為說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動，均落入本實(shí)用新型保護(hù)范圍之內(nèi)。