带有定位功能的压力传感器节点模块的制作方法
【专利摘要】一种带有定位功能的压力传感器节点模块，用于测量精确空间位置下的小型物体的重量，从而间接表示其压力，可应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工等行业。所述节点模块包括：ATmega8L控制器(1)；压力检测采集电路(2)；GPS定位模块(3)；通讯接口连接器(4)；电源电路(5)。本发明利用压力传感器、GPS定位模块和单片机实现精确空间位置下的物体重量或者压力的采集与输出，具有结构简单，成本低廉，易于推广等特点。
【专利说明】带有定位功能的压力传感器节点模块
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种带有定位功能的压力传感器节点模块，具体来说采用8位微控制器、压力传感器与GPS定位模块来实现精确空间位置下的物体重量或压力的检测与输出，可应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工等行业。
【背景技术】
[0002]随着信息采集与智能计算技术的迅速发展和互联网与移动通信网的广泛应用，物联网技术已经在工业、农业、服务业、环保、交通等领域得到了应用。传感器技术是物联网的基础，物联网将依靠传感器作为数据输入端，通过各种传感器采集或获取自然界的各种物理量、化学量、生物量等，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。
[0003]GPS (Global Positioning System)是卫星测时测距导航/全球定位系统(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文缩写，简称“全球定位系统”。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS设备可以提供精准的空间位置信息，将GPS技术与传感器技术、物联网技术相结合，在获取传感器所输出的信息同时同步获取空间位置信息，因而有利于物联网技术的推广。
[0004]无线传感器网络技术作为物联网中的一项关键技术，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。ZigBee技术作为无线传感器网络技术中的一种，具有成本低、功耗低、网络容量大、数据传输可靠等特点，应用范围很广。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本低廉、结构简单、易于推广的带有定位功能的压力传感器节点模块。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种带有定位功能的压力传感器节点模块，具有控制器，还包括与控制器相连的压力检测采集电路；与控制器相连的用于提供精确空间位置的GPS定位模块；与控制器相连的用于进行数据传输及功能扩展的通讯接口连接器。
[0007]所述的压力检测采集电路与控制器通过二线通信接口相连，实现数据的采集与数
子输出。
[0008]所述的GPS定位模块与控制器的1/0 口相连，采用模拟串口时序来接收GPS定位模块输出的坐标信息。
[0009]所述的通讯接口连接器与控制器的串口和1/0 口相连，用于数据的传输或者与ZigBee节点板相连进行功能的扩展,组成无线传感器网络中的一个节点。【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是本发明的整体框图；
[0011]图2是本发明压力检测采集电路原理图；
[0012]图3是本发明GPS定位模块电路原理图；
[0013]图4是本发明50管脚通讯接口连接器原理图；
[0014]图5是本发明的电源电路原理图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
[0016]本发明的带有定位功能的压力传感器节点模块，采用压力传感器、GPS定位模块与8位微控制器来实现精确空间位置下的物体重量或压力的检测与输出，可应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工等行业。
[0017]如图1所示，本发明的带有定位功能的压力传感器节点模块，具有控制器(1)，还包括与控制器相连的压力检测采集电路(2);与控制器相连的用于提供精确空间位置的GPS定位模块(3);与控制器相连的用于数据传输及功能扩展的通讯接口连接器(4);与控制器、压力检测采集电路相连的用于提供电源的电源电路(5)。
[0018]如图2所示，压力检测采集电路由压力传感器与压力传感器专用数字/模拟转换器芯片HX711组成，压力传感器为悬梁臂式电桥应变片传感器，HX711与控制器通过二线通信接口进行重量的采集与输出。
[0019]如图3所示，GPS定位模块采用全球卫星定位接收芯片Gstar系列GS-89组成，通过控制器的I/o 口相连，采用模拟串口时序来完成GPS坐标信息的接收。
[0020]如图4所示，本发明的带有定位功能的压力传感器节点模块具有50管脚的通讯接口连接器，与控制器的串口和I/o 口相连，用于数据的传输或者Zi gBee节点板相连进行功能的扩展，组成无线传感器网络中的一个节点。
[0021]如图5所示，本发明的带有定位功能的压力传感器节点模块由于采用电池或者外部供电两种方式提供电源，故通过开关进行切换，BL8530-5V升压芯片用于对电池供电时进行电源升压；AMS1117-3.3V降压稳压芯片用于外部供电时进行电源的降压与稳压。
【权利要求】
1.一种带有定位功能的压力传感器节点模块，具有控制器(I)，其特征在于，还包括与控制器⑴相连的压力检测采集电路⑵；与控制器⑴相连的GPS定位模块(3);与控制器(I)相连的通讯接口连接器(4)。
2.根据权利要求1所述的带有定位功能的压力传感器节点模块，其特征在于:所述的压力检测采集电路(2)与控制器(I)通过二线通信接口相连，实现数据的采集与数字输出。
3.根据权利要求1所述的带有定位功能的压力传感器节点模块，其特征在于:所述的GPS定位模块(3)与控制器⑴的I/O 口相连，采用模拟串口时序来接收GPS定位模块输出的坐标信息。
4.根据权利要求1所述的带有定位功能的压力传感器节点模块，其特征在于:所述的通讯接口连接器(4)与控制器(I)的串口和I/O 口相连，用于数据的传输及功能扩展。
【文档编号】G01L1/22GK103454019SQ201210176790
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年5月31日 优先权日:2012年5月31日
【发明者】吴兴利, 田立国, 李猛, 陈志亮 申请人:天津职业技术师范大学