CN103531006B - 基于Zigbee协议的温湿度采集模块电路 - Google Patents

基于Zigbee协议的温湿度采集模块电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于Zigbee协议的温湿度采集模块电路。本发明由MSP430主芯片、电源模块、Zigbee模块、RS232收发模块和温湿度传感器模块组成。温湿度传感器模块将测得的数据传给MSP430主芯片，同时Zigbee模块通过RS232收发模块与主芯片进行连接，将主芯片从温湿度传感器模块获得的数据信息通过由Zigbee模块建立的Zigbee网络快速地传输到基站，从而实现温湿度采集和传输。本发明功耗低，传输成功率高速度快，抗干扰能力强，构建网络范围较大，成本小，适用于需要进行信息采集的各种***。

Description

基于Zigbee协议的温湿度采集模块电路
技术领域
本发明属于信息采集技术领域，涉及一种基于Zigbee协议的温湿度(标准信息)采集模块电路。
背景技术
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。与移动通信的CDMA网或GSM网不同的是，ZigBee网络主要是为工业现场自动化控制数据传输而建立，因而，它必须具有简单，使用方便，工作可靠，价格低的特点。而移动通信网主要是为语音通信而建立，每个基站价值一般都在百万元人民币以上，而每个ZigBee“基站”却不到1000元人民币。每个ZigBee网络节点不仅本身可以作为监控对象，例如其所连接的传感器直接进行数据采集和监控，还可以自动中转别的网络节点传过来的数据资料。除此之外，每一个ZigBee网络节点(FFD)还可在自己信号覆盖的范围内，和多个不承担网络信息中转任务的孤立的子节点(RFD)无线连接。
同时在生产行业中，各种标准信息数据的采集和传输越来越重要,但是实现的成本也随之越来越高,这主要是由于传输方式的选择和实施所导致的。而本发明选择了MSP430F5438构建主***，采集温湿度传感器的采集数据并且搭接基于Zigbee协议的模块（包括基站和普通节点），最终实现温湿度(标准信息)采集和传输。
发明内容
本发明是为更加有效更加经济的实现温湿度(标准信息)采集传输而提出的一种基于Zigbee协议的温湿度(标准信息)采集模块电路。
本发明采用以下技术方案：
本发明由MSP430主芯片、电源模块、Zigbee模块、RS232收发模块和温湿度传感器模块组成。温湿度传感器模块将测得的数据传给MSP430主芯片，同时Zigbee模块通过RS232收发模块与主芯片进行连接，将主芯片从温湿度传感器模块获得的数据信息通过由Zigbee模块建立的Zigbee网络快速地传输到基站，从而实现温湿度采集和传输。
其中MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2和第十九电容C19；电源模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一MOSFET QP1、第二MOSFET QN1、第五电阻R5、第六电阻R6，第一电感L1、稳压芯片AMS117-3.3、第一二极管D1、第二二极管D2、3.0直流电源BATBK；RS232转换模块包括第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十八电容C18、第三二极管D3、RS232收发器SP3232EEA、RS232接口。
第二晶振XT2的两端分别连接MSP430F5438A芯片的XIN和XOUT两个引脚，第十九电容C19的一端接MSP430F5438A芯片的VCORE引脚，另一端接地，MSP430F5438A芯片的RXD引脚和TXD引脚分别连接到Zigbee模块的TXD引脚和RXD引脚，MSP430F5438A芯片的P1.1引脚和P1.2引脚分别连接到温湿度传感器模块SHT10的数据引脚和时钟引脚，第十二电容C12的一端连接收发器SP3232EEA的C2-，另一端连接收发器SP3232EEA的C2+，第十三电容C13的一端连接收发器SP3232EEA的C1-，另一端连接收发器SP3232EEA的C1+，第三二极管D3的正极连接MSP430F5438A芯片的RXD引脚，负极连接收发器SP3232EEA的12引脚，第十四电容C14和第十八电容C18的一端相连接再接地，另一端分别连接到收发器SP3232EEA的V+和V-，收发器SP3232EEA的第十一引脚连接到MSP430F5438A芯片的TXD引脚，收发器SP3232EEA的第十三引脚和第十四引脚分别连接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，收发器SP3232EEA的第十三引脚的第十五和第十六引脚分别接地和接VCC，RS232接口的第一引脚接地，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的一端相连再连接到第七极性电容C7的正极，另一端连接到第七极性电容C7的负极，第七极性电容C7的正极连接到第二二极管D2正极，第七极性电容C7的负极连接到第二MOSFET QN1的漏极，第二二极管D2正极连接到第一MOSFET QP1的漏极，第二二极管D2负极连接到第一MOSFET QP1的源极，第一MOSFET QP1的栅极连接到第二 MOSFET QN1的源极。第五电阻R5的一端连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第2 MOSFET QN1的源极，第六电阻R6的一端连接到第二 MOSFET QN1的栅极，另一端连接到第2 MOSFET QN1的漏极，第十电容C10、第十一电容C11的一端相连再连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第二MOSFET QN1的漏极，3.0直流电源BATBK的正极连接到第一二极管D1的正极，3.0直流电源BATBK的负极连接到第二 MOSFET QN1的漏极，第一二极管D1的负极连接到第一MOSFET QP1的源极，V3.3引脚接到第一二极管D1的负极，3.0直流电源BATBK的负极接地，第一电感L1的一端连接到第一二极管D1的负极，另一端连接到稳压芯片AMS117-3.3的VO, 第八电容C8、第九电容C9的一端相连再连接到稳压芯片AMS117-3.3的VI，另一端连接到稳压芯片AMS117-3.3的-引脚，稳压芯片AMS117-3.3的-引脚接地，VM连接到稳压芯片AMS117-3.3的VI。
本发明的有益效果在于：该电路功耗低，传输成功率高速度快，抗干扰能力强，构建网络范围较大，成本小，适用于需要进行信息采集的各种***。
附图说明
图1为本发明的结构图；
图2为本发明中的主控芯片电路图；
图3为本发明中的其它模块电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，本发明设计了一种基于Zigbee协议的温湿度(标准信息)采集模块电路，由MSP430主芯片1，电源模块2， Zigbee模块3， RS232收发模块4，温湿度传感器模块5组成。其中温湿度传感器模块引脚连接到主芯片MSP430F5438，将测得的数据传给主芯片，同时Zigbee模块(分为基站和普通节点两种但只是功能上有区别，连接方式等完全一样)通过RS232串口与主芯片进行连接将主芯片从温湿度传感器获得的数据信息通过由Zigbee基站建立的Zigbee网络快速的传输到基站。通过所述的体系结构实现温湿度(标准信息)采集和传输。
如图2和图3所示，MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2、第十九电容C19；电源模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一MOSFET QP1、第2 MOSFET QN1、第五电阻R5、第六电阻R6，第一电感L1、稳压芯片AMS117-3.3、第一二极管D1、第二二极管D2、3.0直流电源BATBK；RS232转换模块包括第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十八电容C18、第三二极管D3、RS232收发器SP3232EEA、RS232接口。
第二晶振XT2的两端分别连接MSP430F5438A的XIN和XOUT两个引脚，第十九电容C19的一端接MSP430F5438A的VCORE引脚，另一端接地，MSP430F5438A的RXD引脚和TXD引脚分别连接到Zigbee模块的TXD引脚和RXD引脚，MSP430F5438A的P1.1引脚和P1.2引脚分别连接到温湿度传感器模块SHT10的数据引脚和时钟引脚，第十二电容C12的一端连接SP3232EEA的C2-，另一端连接SP3232EEA的C2+，第十三电容C13的一端连接SP3232EEA的C1-，另一端连接SP3232EEA的C1+，第三二极管D3的正极连接MSP430F5438A的RXD引脚，负极连接SP3232EEA的12引脚，第十四电容C14和第十八电容C18的一端相连接再接地，另一端分别连接到SP3232EEA的V+和V-，SP3232EEA的第十一引脚连接到MSP430F5438A的TXD引脚，SP3232EEA的第十三引脚和第十四引脚分别连接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，SP3232EEA的第十三引脚的第十五和第十六引脚分别接地和接VCC，RS232接口的第一引脚接地，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的一端相连再连接到第七极性电容C7的正极，另一端连接到第七极性电容C7的负极，第七极性电容C7的正极连接到第二二极管D2正极，第七极性电容C7的负极连接到第2 MOSFET QN1的漏极，第二二极管D2正极连接到第一MOSFET QP1的漏极，第二二极管D2负极连接到第一MOSFET QP1的源极，第一MOSFET QP1的栅极连接到第2 MOSFET QN1的源极。第五电阻R5的一端连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第2 MOSFET QN1的源极，第六电阻R6的一端连接到第2 MOSFET QN1的栅极，另一端连接到第2 MOSFET QN1的漏极，第十电容C10、第十一电容C11的一端相连再连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第2 MOSFET QN1的漏极，3.0直流电源BATBK的正极连接到第一二极管D1的正极，3.0直流电源BATBK的负极连接到第2 MOSFET QN1的漏极，第一二极管D1的负极连接到第一MOSFET QP1的源极，V3.3引脚接到第一二极管D1的负极，3.0直流电源BATBK的负极接地，第一电感L1的一端连接到第一二极管D1的负极，另一端连接到稳压芯片AMS117-3.3的VO, 第八电容C8、第九电容C9的一端相连再连接到AMS117-3.3的VI，另一端连接到AMS117-3.3的-引脚，AMS117-3.3的-引脚接地，VM连接到AMS117-3.3的VI。
综上通过这样的设计，成功搭建了一种基于Zigbee协议的温湿度(标准信息)采集模块电路，因为选择了Zigbee模块建网，利用Zigbee协议的各种优点，最大程度上解决以往在信息采集领域中遇到的诸如数据准确性，成功率，反应时间，测量范围以及成本等一系列问题，再者由于选择了MSP430F5438A这款以低功耗为优势的芯片，不仅在性能上完全满足了要求，并且通过低功耗模式的选择具备极低功耗的特点。同时因为在此采集的为标准信号，所以只要是以标准信号输出的各种传感器都可以应用到本采集模块电路中。

Claims (1)

1.基于Zigbee协议的温湿度采集模块电路，其特征在于：由MSP430主芯片、电源模块、Zigbee模块、RS232收发模块和温湿度传感器模块组成；温湿度传感器模块将测得的数据传给MSP430主芯片，同时Zigbee模块与主芯片进行连接，将主芯片从温湿度传感器模块获得的数据信息通过由Zigbee模块建立的Zigbee网络快速地传输到基站，从而实现温湿度采集和传输；
MSP430主芯片包括MSP430F5438A芯片、第二晶振XT2和第十九电容C19；电源模块包括第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七极性电容C7、第八电容C8、第九电容C9、第十电容C10、第十一电容C11、第一MOSFET QP1、第二MOSFET QN1、第五电阻R5、第六电阻R6，第一电感L1、稳压芯片AMS117-3.3、第一二极管D1、第二二极管D2、3.0直流电源BATBK；RS232收发模块包括第十二电容C12、第十三电容C13、第十四电容C14、第十八电容C18、第三二极管D3、RS232收发器SP3232EEA、RS232接口；
第二晶振XT2的两端分别连接MSP430F5438A芯片的XIN和XOUT两个引脚，第十九电容C19的一端接MSP430F5438A芯片的VCORE引脚，另一端接地，MSP430F5438A芯片的RXD引脚和TXD引脚分别连接到Zigbee模块的TXD引脚和RXD引脚，MSP430F5438A芯片的P1.1引脚和P1.2引脚分别连接到温湿度传感器模块SHT10的数据引脚和时钟引脚，第十二电容C12的一端连接收发器SP3232EEA的C2-，另一端连接收发器SP3232EEA的C2+，第十三电容C13的一端连接收发器SP3232EEA的C1-，另一端连接收发器SP3232EEA的C1+，第三二极管D3的正极连接MSP430F5438A芯片的RXD引脚，负极连接收发器SP3232EEA的12引脚，第十四电容C14和第十八电容C18的一端相连接再接地，另一端分别连接到收发器SP3232EEA的V+和V-，收发器SP3232EEA的第十一引脚连接到MSP430F5438A芯片的TXD引脚，收发器SP3232EEA的第十三引脚和第十四引脚分别连接到RS232接口的UD-RX232和UD-TX232，收发器SP3232EEA的第十五引脚接地，收发器SP3232EEA的第十六引脚接VCC，RS232接口的第一引脚接地，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6的一端相连再连接到第七极性电容C7的正极，另一端连接到第七极性电容C7的负极，第七极性电容C7的正极连接到第二二极管D2正极，第七极性电容C7的负极连接到第二MOSFET QN1的漏极，第二二极管D2正极连接到第一MOSFET QP1的漏极，第二二极管D2负极连接到第一MOSFET QP1的源极，第一MOSFET QP1的栅极连接到第二MOSFET QN1的源极；第五电阻R5的一端连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第二MOSFET QN1的源极，第六电阻R6的一端连接到第二MOSFET QN1的栅极，另一端连接到第二MOSFET QN1的漏极，第十电容C10、第十一电容C11的一端相连再连接到第一MOSFET QP1的源极，另一端连接到第二MOSFET QN1的漏极，3.0直流电源BATBK的正极连接到第一二极管D1的正极，3.0直流电源BATBK的负极连接到第二MOSFETQN1的漏极，第一二极管D1的负极连接到第一MOSFET QP1的源极，第一二极管D1的负极接V3.3，3.0直流电源BATBK的负极接地，第一电感L1的一端连接到第一二极管D1的负极，另一端连接到稳压芯片AMS117-3.3的VO,第八电容C8、第九电容C9的一端相连再连接到稳压芯片AMS117-3.3的VI，另一端连接到稳压芯片AMS117-3.3的-引脚，稳压芯片AMS117-3.3的-引脚接地，AMS117-3.3的VI接VM端。
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