專利名稱：一種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、嵌入式系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點。
背景技術(shù)：
近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展，各地的化工園區(qū)蓬勃興起，同時產(chǎn)生的環(huán)境問題也越來越受到人們重視。對化工園區(qū)的實時監(jiān)測，有利于對環(huán)境的保護(hù)，有助于政府的統(tǒng)籌規(guī)劃。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Network, WSN)就是由部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)大量的廉價微型傳感器節(jié)點組成，通過無線通信方式形成的一個多跳的自組織的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)， 其目的是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中被感知對象的信息，并發(fā)送給觀察者。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無線通訊技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。ZigBee網(wǎng)絡(luò)主要是為了工業(yè)現(xiàn)場自動化控制數(shù)據(jù)傳輸而建立的。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種可采集和處理化工園區(qū)空氣中的溫度、濕度、氣壓、H2S 濃度、SO2濃度、Cl2濃度等參數(shù)信息的傳感器節(jié)點設(shè)備，該設(shè)備體積小、成本低、功耗低，可
靠性高。本實用新型的具體技術(shù)方案為—種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測模塊、 通信模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。電源管理模塊為控制器模塊、檢測模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊供電；控制器模塊與檢測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，完成對溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2
濃度、A濃度信息的采集、處理、存儲和傳輸。所述的電源管理模塊包括12V鋰電池、5V電壓轉(zhuǎn)換電路、3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路和 1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；12V鋰電池通過JP6接入5V電壓轉(zhuǎn)換電路；鋰電池正極接JP6的2引腳，負(fù)極接JP6的1引腳；電容C13正極接JP6的2引腳；負(fù)極接地；5V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LM2596的電壓調(diào)節(jié)器；該電壓調(diào)節(jié)器1引腳為輸入引腳，連接JP6的2引腳；2引腳為5V電壓輸出引腳；3引腳和5引腳接地；4引腳串聯(lián)一個電感Ll連接5V電壓輸出；二極管D3正極接地，負(fù)極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2引腳；電容C14正極接電壓調(diào)節(jié)器LM2596 的2引腳，負(fù)極接地；5V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給檢測模塊和3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路；3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LM1117-3.3的電壓調(diào)節(jié)器；JP5的2引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；1引腳連接電壓調(diào)節(jié)器的1引腳；J8的3引腳連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳；1、2引腳接地；電容C3、C4的正極連接J8的3引腳，負(fù)極接地；電壓調(diào)節(jié)器2引腳接地；3引腳為3V電壓輸出引腳；電容C2、C6正極連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳，負(fù)極接地；3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給氣壓檢測芯片、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LMl 117-1. 8的電壓調(diào)節(jié)器；電容C7、C8正極連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳，負(fù)極接地；電壓調(diào)節(jié)器1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；2引腳接地；3引腳為1. 8V 電壓輸出引腳；電容C9、C10連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳；1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給控制器模塊。所述的控制器模塊核心是型號為AT91SAM7S64的控制器；控制器的UART接口 34 引腳、14引腳、35引腳、11引腳與通信模塊連接；控制器AD接口 3引腳、4引腳、5引腳、9 引腳、10引腳與檢測模塊連接；控制器7引腳、18引腳、45引腳、58引腳、59引腳與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接；控制器1引腳、8引腳、12引腳、24引腳、54引腳、64引腳與1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接；控制器2引腳、17引腳、46引腳、60引腳接地；電容C5、電容C6、電容 C7、電容C8、電容C9正極連接1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；電容C10、電容C11、電容 C12、電容C13、電容C14、電容C15正極連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；復(fù)位電路采取簡單按鍵復(fù)位，控制器復(fù)位信號輸入引腳39引腳通過按鍵Sl接地，Sl按下后，給控制器復(fù)位信號，手動復(fù)位控制器。所述的檢測模塊包括溫濕度變送器、氣壓檢測芯片、硫化氫濃度變送器、二氧化硫濃度變送器、氯氣濃度變送器以及Ι/ν轉(zhuǎn)換電路；I/V轉(zhuǎn)換電路核心器件型號為LM324AN ； I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的1弓丨腳串聯(lián)一個電阻R21連接控制器9弓丨腳，2弓丨腳串聯(lián)一個電阻R20 連接溫度輸入信號Tl，1、3引腳相連，4引腳連接5V轉(zhuǎn)換電壓輸出，11引腳接地；電阻R15 一端接地，另一端連接溫度輸入信號Tl ；電容C15正極接I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的2引腳，負(fù)極接地；ΙΛ轉(zhuǎn)換電路U4B的7引腳串聯(lián)一個電阻RM連接控制器10引腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R23連接濕度輸入信號T2，5、7引腳相連，4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻R22 —端連接濕度輸入信號Τ2，另一端接地；電容C16正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4B 的6引腳，負(fù)極接地；I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的8引腳串聯(lián)一個電阻R27連接控制器3引腳，9引腳串聯(lián)一個電阻R26連接硫化氫濃度輸入信號，8、10引腳相連，4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻R25 —端連接硫化氫濃度輸入信號Τ3，另一端接地；電容C17正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的9引腳，負(fù)極接地；I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的14引腳串聯(lián)一個電阻 R30連接控制器4引腳，13引腳串聯(lián)一個電阻似9連接二氧化硫濃度輸入信號Τ4，12、14引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻似8 —端連接二氧化硫濃度輸入信號Τ4，另一端接地；電容C18正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的13引腳，負(fù)極接地；I/V 轉(zhuǎn)換電路U7B的7引腳串聯(lián)一個電阻R33連接控制器5引腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R32連接氯氣濃度輸入信號Τ5，5、7引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻R31 —端連接氯氣濃度輸入信號Τ5，另一端接地；電容C19正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U7B 的6引腳，負(fù)極接地；氣壓檢測芯片型號為MS5607，1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，2、 3引腳接地，4、5引腳連接控制器52引腳，6引腳連接控制器27引腳，7引腳連接控制器22 引腳，8引腳連接控制器21引腳；電容C20正極接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；溫濕
度變送器型號為PC62，硫化氫濃度變送器型號為BG-EX- H1S , 二氧化硫濃度變送器型號為BG-EX- SO2 ,氯氣濃度變送器型號為BG-EX- Ci2。所述的通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路； ZigBee模塊通過RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路和控制器連接；RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路1引腳連接電容C5正極；2引腳連接電容C8正極，C8負(fù)極連接16引腳；3引腳連接電容C5負(fù)極；4引腳連接電容C9正極；5引腳連接電容C9負(fù)極；6引腳接地；7引腳連接 RS-232接頭COMB的2引腳；8引腳連接RS-232接頭COMB的3引腳；9引腳連接控制器11 引腳；10引腳連接控制器14引腳；15引腳連接電容C7正極，C7負(fù)極接地；16引腳連接3. 3V 電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；電容ClO正極連接RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路16引腳，ClO負(fù)極接地；RS-232接頭COMB的5引腳接地。所述的數(shù)據(jù)存儲模塊包括型號為AT45DB161D的Flash以及SD_CARD存儲；Flash 的1引腳連接控制器22引腳；2引腳連接控制器21引腳；3、5、6引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；4引腳連接JP3的1引腳；7引腳接地；8引腳連接控制器27引腳；SD_CARD的1引腳連接JP3的3引腳；2引腳連接控制器22引腳；4引腳連接電源SD_VDD ；5引腳連接控制器21引腳；7引腳連接控制器27引腳；8、9引腳分別串聯(lián)一個電阻R12、R13連接13引腳； 3、6、12、14、15引腳接地；電阻Rl5 —端連接SD_CARD的1引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻R16 —端連接SD_CARD的2引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻R17 —端連接SD_CARD的 5引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻R18 —端連接SD_CARD的7引腳，另一端連接電源SD_ VDD ；電阻R14 —端連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，另一端連接電容Cll正極；電容Cll正極引出電源SD_VDD，負(fù)極接地；JP3的2引腳連接控制器觀引腳；通過JP3來選擇存儲方式 JP3的1、2引腳連接時，選擇Flash存儲JP3的2、3引腳連接時，選擇SD_CARD存儲。(2)本實用新型設(shè)備運行能耗低，供電方式靈活。設(shè)備采用低功耗設(shè)計技術(shù)，降低了系統(tǒng)能耗，可長時間運行；系統(tǒng)供電可選擇電池或者二芯電源供電。C3)設(shè)備適應(yīng)性強。節(jié)點設(shè)備各部件均采用符合工業(yè)級標(biāo)準(zhǔn)的器件，在惡劣環(huán)境下具有較強的適應(yīng)性，并充分考慮防潮、防腐、防爆、及本質(zhì)安全等因素，采用防護(hù)等級IP66、 防爆等級Ex ia IICT6的設(shè)計。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖h、2b、2c為本實用新型電源管理模塊原理圖；圖3為本實用新型控制器模塊原理圖；圖4為本實用新型檢測模塊原理圖；圖5為本實用新型通信模塊原理圖；圖6為本實用新型數(shù)據(jù)存儲模塊原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型進(jìn)一步描述。如圖1所示，一種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測模塊、通信模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。電源管理模塊為控制器模塊、檢測模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊供電?？刂破髂K與檢測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，完成對溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2濃度、Cl2濃度等信息的采集、處理、存儲和傳輸。如圖2a、2b和2c所示，電源管理模塊包括12V鋰電池，5V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖 2a), 3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖2b)，1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖2c)。12V鋰電池的型號為 JS-12V-4. 4AH，通過JP6接入5V電壓轉(zhuǎn)換電路。鋰電池正極接JP6的2引腳，負(fù)極接JP6的 1引腳。電容C13正極接JP6的2引腳；負(fù)極接地。5V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖2a)的核心是型號為LM2596的電壓調(diào)節(jié)器。該電壓調(diào)節(jié)器1引腳為輸入引腳，連接JP6的2引腳；2引腳為 5V電壓輸出引腳；3引腳和5引腳接地；4引腳串聯(lián)一個電感Ll連接5V電壓輸出。二極管 D3正極接地，負(fù)極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2引腳。電容C14正極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2 引腳，負(fù)極接地。5V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給檢測模塊，3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路。3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖2b)的核心是型號為LM1117-3. 3的電壓調(diào)節(jié)器。JP5的2引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；1引腳連接電壓調(diào)節(jié)器的1引腳。J8的3引腳連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳；1、2引腳接地。電容C3、C4的正極連接J8的3引腳，負(fù)極接地。電壓調(diào)節(jié)器2引腳接地；3引腳為 3V電壓輸出引腳。電容C2、C6正極連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳，負(fù)極接地。3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給氣壓檢測芯片、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路。 1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路(圖2c)的核心是型號為LMl 117-1. 8的電壓調(diào)節(jié)器。電容C7、C8正極連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳，負(fù)極接地。電壓調(diào)節(jié)器1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；2引腳接地；3弓丨腳為1.8V電壓輸出引腳。電容C9、ClO連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳。1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給控制器模塊。如圖3所示，控制器模塊核心是型號為AT91SAM7S64的控制器?？刂破鞯腢ART接口 34引腳、14引腳、35引腳、11引腳與通信模塊連接?？刂破鰽D接口 3引腳、4引腳、5 引腳、9引腳、10引腳與檢測模塊連接?？刂破?引腳、18引腳、45引腳、58引腳、59引腳與 3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接?？刂破?引腳、8引腳、12引腳、24引腳、54引腳、64引腳與 1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接?？刂破?引腳、17引腳、46引腳、60引腳接地。電容C5、C6、 C7、C8、C9正極連接1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地。電容C10、C11、C12、C13、C14、C15 正極連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地。復(fù)位電路采取簡單按鍵復(fù)位，控制器復(fù)位信號輸入引腳39引腳通過按鍵Sl接地，Sl按下后，給控制器復(fù)位信號，手動復(fù)位控制器。如圖4所示，檢測模塊包括溫濕度變送器、氣壓檢測芯片、硫化氫濃度變送器、二氧化硫濃度變送器、氯氣濃度變送器以及I/V轉(zhuǎn)換電路。I/V轉(zhuǎn)換電路核心器件型號為 LM324AN。I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的1弓丨腳串聯(lián)一個電阻R21連接控制器9引腳，2引腳串聯(lián)一個電阻R20連接溫度輸入信號Tl，1、3引腳相連，4引腳連接5V轉(zhuǎn)換電壓輸出，11引腳接地。 電阻R15 —端接地，另一端連接溫度輸入信號Tl。電容C15正極接I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的2 引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的7引腳串聯(lián)一個電阻RM連接控制器10引腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R23連接濕度輸入信號T2，5、7引腳相連，4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出， 11引腳接地。電阻R22 —端連接濕度輸入信號Τ2，另一端接地。電容C16正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的6引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的8引腳串聯(lián)一個電阻R27連接控制器 3引腳，9引腳串聯(lián)一個電阻似6連接硫化氫濃度輸入信號，8、10引腳相連，4引腳連接5V 電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地。電阻R25 —端連接硫化氫濃度輸入信號Τ3，另一端接地。 電容C17正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4C的9引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的14引腳串聯(lián)一個電阻R30連接控制器4引腳，13引腳串聯(lián)一個電阻似9連接二氧化硫濃度輸入信號
7T4，12,14引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地。電阻R28 一端連接二氧化硫濃度輸入信號T4，另一端接地。電容C18正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的13引腳，負(fù)極接地。I/V轉(zhuǎn)換電路U7B的7引腳串聯(lián)一個電阻R33連接控制器5引腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R32連接氯氣濃度輸入信號T5，5、7引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地。電阻R31—端連接氯氣濃度輸入信號Τ5，另一端接地。電容C19正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U7B的6引腳，負(fù)極接地。氣壓檢測芯片型號為MS5607，1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，2、3引腳接地，4、5引腳連接控制器52引腳，6引腳連接控制器27引腳，7引腳連接控制器22引腳，8引腳連接控制器21引腳。電容C20正極接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出， 負(fù)極接地。溫濕度變送器型號為PC62，溫度量程-2(T+80°C，溫度精度士0.2°C，濕度量程
0-100%RH，濕度精度〈士 2%RH。硫化氫濃度變送器型號為BG-EX- At2S ,量程Ο-lOOPPm，精度為< 士 1 (F. S)。二氧化硫濃度變送器型號為BG-EX- SO2 ,量程O-lOOPRii，精度為< 士 1 (F.
S)。氯氣濃度變送器型號為BG-EX- CI2 ,量程0-20PRH，精度為〈士S)。如圖5所示，通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路。ZigBee模塊通過RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路和控制器連接。RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路1引腳連接電容C5正極；2引腳連接電容C8正極，C8負(fù)極連接16引腳；3引腳連接電容C5負(fù)極；4引腳連接電容C9正極；5引腳連接電容C9負(fù)極；6引腳接地；7引腳連接RS-232接頭COMB的2引腳；8引腳連接RS-232接頭COMB的3引腳；9引腳連接控制器 11引腳；10引腳連接控制器14引腳；15引腳連接電容C7正極，C7負(fù)極接地；16引腳連接 3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出。電容ClO正極連接RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路16引腳，ClO 負(fù)極接地。RS-232接頭COMB的5引腳接地。如圖6所示，數(shù)據(jù)存儲模塊包括型號為AT45DB161D的Flash以及SD_CARD存儲。 Flash的1引腳連接控制器22引腳；2引腳連接控制器21引腳；3、5、6引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；4引腳連接JP3的1引腳；7引腳接地；8引腳連接控制器27引腳。SD_CARD 的1引腳連接JP3的3引腳；2引腳連接控制器22引腳；4引腳連接電源SD_VDD ；5引腳連接控制器21弓丨腳；7引腳連接控制器27引腳；8、9引腳分別串聯(lián)一個電阻R12、R13連接13 引腳；3、6、12、14、15引腳接地。電阻R15 —端連接SD_CARD的1引腳，另一端連接電源SD_ VDD0電阻R16 —端連接SD_CARD的2引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R17 —端連接 SD_CARD的5引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R18 —端連接SD_CARD的7引腳，另一端連接電源SD_VDD。電阻R14 —端連接3.3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，另一端連接電容Cll正極。 電容Cll正極引出電源SD_VDD，負(fù)極接地。JP3的2引腳連接控制器觀引腳。通過JP3來選擇存儲方式JP3的1、2引腳連接時，選擇Flash存儲；JP3的2、3引腳連接時，選擇SD_ CARD存儲。本實用新型的工作過程為電源模塊為控制器模塊、檢測模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊供電?？刂破髂K與檢測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，完成信息的采集、處理、存儲和傳輸。控制器發(fā)送命令啟動檢測模塊。分布在化工園區(qū)內(nèi)的各個傳感器節(jié)點通過變送器采集溫度、濕度、氣壓、硫化氫濃度、二氧化硫濃度、氯氣濃度等質(zhì)量參數(shù)信息，經(jīng)檢測模塊處理后傳輸給控制器?？刂破鲗⒉杉降男畔⑻幚砗?，將其保存在數(shù)據(jù)存儲模塊， 并通過通信模塊實現(xiàn)節(jié)點間的信息交互。
權(quán)利要求1. 一種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點，包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測模塊、 通信模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊，其特征在于電源管理模塊為控制器模塊、檢測模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊供電；控制器模塊與檢測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，完成對溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2濃度、( 濃度信息的采集、處理、存儲和傳輸；所述的電源管理模塊包括12V鋰電池、5V電壓轉(zhuǎn)換電路、3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路和1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；12V鋰電池通過JP6接入5V電壓轉(zhuǎn)換電路；鋰電池正極接JP6的2引腳，負(fù)極接JP6的1引腳；電容C13正極接JP6的2引腳；負(fù)極接地；5V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LM2596的電壓調(diào)節(jié)器；該電壓調(diào)節(jié)器1引腳為輸入引腳，連接JP6的2引腳；2引腳為5V 電壓輸出引腳；3引腳和5引腳接地；4引腳串聯(lián)一個電感Ll連接5V電壓輸出；二極管D3 正極接地，負(fù)極接LM2596電壓調(diào)節(jié)器的2引腳；電容C14正極接電壓調(diào)節(jié)器LM2596的2引腳，負(fù)極接地；5V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給檢測模塊和3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路；3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LM1117-3. 3的電壓調(diào)節(jié)器；JP5的2引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出； 1引腳連接電壓調(diào)節(jié)器的1引腳；J8的3引腳連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳；1、2引腳接地；電容 C3、C4的正極連接J8的3引腳，負(fù)極接地；電壓調(diào)節(jié)器2引腳接地；3引腳為3V電壓輸出引腳；電容C2、C6正極連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳，負(fù)極接地；3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給氣壓檢測芯片、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊、控制器模塊以及1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路；1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路的核心是型號為LM1117-1. 8的電壓調(diào)節(jié)器；電容C7、C8正極連接電壓調(diào)節(jié)器1引腳， 負(fù)極接地；電壓調(diào)節(jié)器1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；2引腳接地；3引腳為1. 8V電壓輸出引腳；電容C9、C10連接電壓調(diào)節(jié)器3引腳；1.8V電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出供給控制器模塊；所述的控制器模塊核心是型號為AT91SAM7S64的控制器；控制器的UART接口 34引腳、 14引腳、35引腳、11引腳與通信模塊連接；控制器AD接口 3引腳、4引腳、5引腳、9引腳、 10引腳與檢測模塊連接；控制器7引腳、18引腳、45引腳、58引腳、59引腳與3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接；控制器1引腳、8引腳、12引腳、24引腳、54引腳、64引腳與1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出連接；控制器2引腳、17引腳、46引腳、60弓丨腳接地；電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9正極連接1. 8V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；電容C10、電容C11、電容C12、 電容C13、電容C14、電容C15正極連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；復(fù)位電路采取簡單按鍵復(fù)位，控制器復(fù)位信號輸入引腳39引腳通過按鍵Sl接地，Sl按下后，給控制器復(fù)位信號，手動復(fù)位控制器；所述的檢測模塊包括溫濕度變送器、氣壓檢測芯片、硫化氫濃度變送器、二氧化硫濃度變送器、氯氣濃度變送器以及I/V轉(zhuǎn)換電路；I/V轉(zhuǎn)換電路核心器件型號為LM324AN ；I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的1弓丨腳串聯(lián)一個電阻R21連接控制器9引腳，2引腳串聯(lián)一個電阻R20連接溫度輸入信號Tl，1、3引腳相連，4引腳連接5V轉(zhuǎn)換電壓輸出，11引腳接地；電阻R15 —端接地，另一端連接溫度輸入信號Tl ；電容C15正極接I/V轉(zhuǎn)換電路U4A的2引腳，負(fù)極接地； I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的7弓丨腳串聯(lián)一個電阻RM連接控制器10弓丨腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R23 連接濕度輸入信號T2，5、7引腳相連，4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻 R22 —端連接濕度輸入信號Τ2，另一端接地；電容C16正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4B的6引腳，負(fù)極接地；ΙΛ轉(zhuǎn)換電路U4C的8引腳串聯(lián)一個電阻R27連接控制器3引腳，9引腳串聯(lián)一個電阻似6連接硫化氫濃度輸入信號，8、10引腳相連，4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11 引腳接地；電阻R25 —端連接硫化氫濃度輸入信號T3，另一端接地；電容C17正極連接I/V 轉(zhuǎn)換電路U4C的9引腳，負(fù)極接地；I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的14引腳串聯(lián)一個電阻R30連接控制器4引腳，13引腳串聯(lián)一個電阻R29連接二氧化硫濃度輸入信號T4，12,14引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻似8 —端連接二氧化硫濃度輸入信號T4， 另一端接地；電容C18正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U4D的13引腳，負(fù)極接地；I/V轉(zhuǎn)換電路U7B 的7引腳串聯(lián)一個電阻R33連接控制器5引腳，6引腳串聯(lián)一個電阻R32連接氯氣濃度輸入信號T5，5、7引腳相連；4引腳連接5V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，11引腳接地；電阻R31 —端連接氯氣濃度輸入信號Τ5，另一端接地；電容C19正極連接I/V轉(zhuǎn)換電路U7B的6引腳，負(fù)極接地；氣壓檢測芯片型號為MS5607，1引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，2、3引腳接地，4、 5引腳連接控制器52引腳，6引腳連接控制器27引腳，7引腳連接控制器22引腳，8引腳連接控制器21引腳；電容C20正極接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，負(fù)極接地；溫濕度變送器型號為PC62，硫化氫濃度變送器型號為BG-EX- Zi2Sf，二氧化硫濃度變送器型號為BG-EX- SO2 ,氯氣濃度變送器型號為BG-EX- CT2 ；所述的通信模塊包括以MAX3232為核心的RS-232串口通信電平接口轉(zhuǎn)換電路；ZigBee 模塊通過RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路和控制器連接；RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路1 引腳連接電容C5正極；2引腳連接電容C8正極，C8負(fù)極連接16引腳；3引腳連接電容C5 負(fù)極；4引腳連接電容C9正極；5引腳連接電容C9負(fù)極；6引腳接地；7引腳連接RS-232接頭COMB的2引腳；8引腳連接RS-232接頭COMB的3引腳；9引腳連接控制器11引腳；10 引腳連接控制器14引腳；15引腳連接電容C7正極，C7負(fù)極接地；16引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；電容ClO正極連接RS-232串口通信電平轉(zhuǎn)換電路16引腳，ClO負(fù)極接地； RS-232接頭COMB的5引腳接地；所述的數(shù)據(jù)存儲模塊包括型號為AT45DB161D的Flash以及SD_CARD存儲；Flash的1 引腳連接控制器22引腳；2引腳連接控制器21引腳；3、5、6引腳連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出；4引腳連接JP3的1引腳；7引腳接地；8引腳連接控制器27引腳；SD_CARD的1引腳連接JP3的3引腳；2引腳連接控制器22引腳；4引腳連接電源SD_VDD ；5引腳連接控制器 21引腳；7引腳連接控制器27引腳；8、9引腳分別串聯(lián)一個電阻R12、R13連接13引腳；3、 6、12、14、15引腳接地；電阻Rl5 —端連接SD_CARD的1引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻 R16 一端連接SD_CARD的2引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻R17 —端連接SD_CARD的5 引腳，另一端連接電源SD_VDD ；電阻R18 —端連接SD_CARD的7引腳，另一端連接電源SD_ VDD ；電阻R14 —端連接3. 3V電壓轉(zhuǎn)換電路輸出，另一端連接電容Cll正極；電容Cll正極引出電源SD_VDD，負(fù)極接地；JP3的2引腳連接控制器觀引腳；通過JP3來選擇存儲方式 JP3的1、2引腳連接時，選擇Flash存儲JP3的2、3引腳連接時，選擇SD_CARD存儲。
專利摘要本實用新型涉及一種監(jiān)測有毒有害氣體的傳感器節(jié)點。本實用新型包括電源管理模塊、控制器模塊、檢測模塊、通信模塊和數(shù)據(jù)存儲模塊。電源管理模塊為控制器模塊、檢測模塊、通信模塊以及數(shù)據(jù)存儲模塊供電。控制器模塊與檢測模塊、通信模塊、數(shù)據(jù)存儲模塊連接，完成對溫度、濕度、氣壓、H2S濃度、SO2濃度、Cl2濃度等信息的采集、處理、存儲和傳輸。本實用新型設(shè)備運行能耗低，供電方式靈活。
文檔編號G08C17/02GK202133422SQ201120169349
公開日2012年2月1日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者吳斌, 蔣鵬, 陳蒙蒙 申請人:杭州電子科技大學(xué)