CN106789113A - 一种无线通信唤醒电路 - Google Patents

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杨航
李洪烈
王倩
赵冬梅
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Abstract

本发明公开一种无线通信唤醒电路，包括智能电源、传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片，所述智能电源分别给传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片供电，所述传感器模块还分别连接无线传输模块和单片机，单片机还分别连接唤醒单元和无线传输模块，所述唤醒单元还连接计时芯片。本发明利用唤醒单元完成整个***的间歇式开启和工作，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，并且使用双电源供电技术，提高了***通信的可靠性，而且安装简便，节约了成本，简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了***的生命周期。

Description

一种无线通信唤醒电路
技术领域
本发明涉及一种唤醒电路，具体是一种无线通讯唤醒电路。
背景技术
信息采集技术在当前社会应用广泛，从最基本的水位监测、温度监测到空气质量监测、太阳黑子变化、海上搜救等领域都有涉及，这类信息采集***需要实时地测量并向信息中心上报水位、温度、位置、视频等数据，以供信息中心收集和处理，为有效地管理、决策和调度提供准确的、科学的数据。
传统的信息采集采用有线方式传输数据，使用单一电源供电，对于海上救援等特殊应用领域这种方式无法满足使用要求，因此只能采取无线传输方式进行信息的传输和交互，无线传输***如果长期处于工作状态，***供电是一个关键问题，特别是作为搜救使用的一些信息采集点一旦出现事故需要其工作提供现场信息时，往往又没有足够的电能保障其长时间工作。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通讯唤醒电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无线通讯唤醒电路，包括智能电源、传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片，所述智能电源分别给传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片供电，所述传感器模块还分别连接无线传输模块和单片机，单片机还分别连接唤醒单元和无线传输模块，所述唤醒单元还连接计时芯片。
作为本发明的优选方案：所述智能电源包括电阻R1、电容C2、整流桥T和太阳能板T，所述电阻R1的一端连接电容C2和220V交流电，电阻R1的另一端连接电容C2的另一端、瞬态电压抑制二极管DW和整流桥T的端口1，整流桥T的端口3连接瞬态电压抑制二极管DW的另一端和220V交流电的另一端，整流桥T的端口2连接电容C1和电感L1，电容C1的另一端连接电感L2和整流桥T的端口4，电感L2的另一端连接电容C3、太阳能板T、继电器J、负载A和蓄电池E的负极，电感L1的另一端连接电容C3的另一端和继电器J的触点J-2，太阳能板T的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R2、继电器J的触点J-1和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接继电器J的触点J-2和负载A的另一端，继电器J的触点J-1的另一端连接蓄电池E的正极，电阻R2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接继电器J的另一端。
作为本发明的优选方案：所述唤醒电路的核心元件是AS3930芯片。
作为本发明的优选方案：所述单片机选用PIC16F722单片机。
作为本发明的优选方案：所述电阻R1和电容C1组成阻容降压电路。
作为本发明的优选方案：所述电容C1、电容C3、电感L1和电感L2组成π型滤波器。
作为本发明的优选方案：所述二极管D2为稳压二极管。
作为本发明的优选方案：所述无线传输模块包括北斗卫星导航***和无线信号收发器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明利用唤醒单元完成整个***的间歇式开启和工作，克服了传统无线传感器网络用复杂的MAC协议和精准、高成本的时间同步协议进行数据路由的问题，并且使用双电源供电技术，提高了***通信的可靠性，而且安装简便，节约了成本，简化了通信协议，降低了节点的通讯能耗，延长了***的生命周期。
附图说明
图1为无线通讯唤醒电路的原理方框图；
图2为智能电源的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种无线通讯唤醒电路，包括智能电源、传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片，所述智能电源分别给传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片供电，所述传感器模块还分别连接无线传输模块和单片机，单片机还分别连接唤醒单元和无线传输模块，所述唤醒单元还连接计时芯片。
作为本发明的优选方案：所述智能电源包括电阻R1、电容C2、整流桥T和太阳能板T，所述电阻R1的一端连接电容C2和220V交流电，电阻R1的另一端连接电容C2的另一端、瞬态电压抑制二极管DW和整流桥T的端口1，整流桥T的端口3连接瞬态电压抑制二极管DW的另一端和220V交流电的另一端，整流桥T的端口2连接电容C1和电感L1，电容C1的另一端连接电感L2和整流桥T的端口4，电感L2的另一端连接电容C3、太阳能板T、继电器J、负载A和蓄电池E的负极，电感L1的另一端连接电容C3的另一端和继电器J的触点J-2，太阳能板T的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R2、继电器J的触点J-1和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接继电器J的触点J-2和负载A的另一端，继电器J的触点J-1的另一端连接蓄电池E的正极，电阻R2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接继电器J的另一端。
唤醒电路的核心元件是AS3930芯片。单片机选用PIC16F722单片机。电阻R1和电容C1组成阻容降压电路。电容C1、电容C3、电感L1和电感L2组成π型滤波器。二极管D2为稳压二极管。所述无线传输模块包括北斗卫星导航***和无线信号收发器。
本发明的工作原理是：本设计采用的唤醒单元为AS3930芯片，其内部包括一个接收通道，一个频率探测器，一个数据连接器，一个曼彻斯特解码器，8个可编程寄存器，其工作原理是，首先，使用内部振荡器，需要时钟校准。这个校准的基准时钟需是32.768KHz，具体流程是：将CS拉高，发直接指令trim_osc通过SDI，同时要将CLK拉高拉低以造成时钟；指令发完后，CLK还要继续拉65个时钟周期，但这每一个周期需延时30微秒。校准完成,接下来，芯片进入监听状态(也可以说是休眠状态，低功耗)，当有125KHz的频率过来，则触发到唤醒状态，WAKE此时为高电平，可以通过DAT脚读发过来的数据。可以使用直接指令clear_wake来回到监听状态。依此循环。
在本***中，当低频发射端被触发后，125K低频信号从天线发出。AS3930一旦检测到相匹配的信号，将进入工作模式，同时会将WAKE脚拉高，即给单片机INT脚一个中断信号，用以唤醒单片机，单片机开启传感器和无线传输模块工作，传感器模块采集数据并通过无线传输模块进行数据的远程传输，无线传输模块中的北斗卫星导航***还能将检测区域的位置信息一并传输出去，便于监控中心对位置信息进行精确的统计，计时芯片能够在唤醒单元开启一段时间后自动将其关闭，进而达到节电的目的。
智能电源的工作原理是：如图2，白天光照充足的情况下，太阳能板T完成光电转换并通过止逆二极管D1将电能传输出去，其电压足以经过电阻R2使得二极管D2导通，因此继电器J得电，其触点J-1吸合，J-2断开，蓄电池E进行充电，如果遇到长时间的阴雨天气，蓄电池E的电压不足时，其输出电压不足以击穿二极管D2，因此继电器J断开，其触点J-2吸合，220V市电电压经过由电容C2和电阻R1组成的阻容降压电路降压后，再进入整流桥T中进行整流，同时电路中的瞬态电压抑制二极管DW用于消除市电波动产生的尖峰电压，电路中的电感L1、电容C1、电容C3和电感L2组成π型滤波器，能够消除市电中的谐波干扰，因此从π型滤波器输出的电压通过继电器J的触点J-2 给负载A输送稳定输出电压。

Claims (8)

1.一种无线通讯唤醒电路，包括智能电源、传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片，其特征在于，所述智能电源分别给传感器模块、无线传输模块、单片机、唤醒单元和计时芯片供电，所述传感器模块还分别连接无线传输模块和单片机，单片机还分别连接唤醒单元和无线传输模块，所述唤醒单元还连接计时芯片。
2.根据权利要求1所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述智能电源包括电阻R1、电容C2、整流桥T和太阳能板T，所述电阻R1的一端连接电容C2和220V交流电，电阻R1的另一端连接电容C2的另一端、瞬态电压抑制二极管DW和整流桥T的端口1，整流桥T的端口3连接瞬态电压抑制二极管DW的另一端和220V交流电的另一端，整流桥T的端口2连接电容C1和电感L1，电容C1的另一端连接电感L2和整流桥T的端口4，电感L2的另一端连接电容C3、太阳能板T、继电器J、负载A和蓄电池E的负极，电感L1的另一端连接电容C3的另一端和继电器J的触点J-2，太阳能板T的另一端连接二极管D1的阳极，二极管D1的阴极连接电阻R2、继电器J的触点J-1和二极管D2的阳极，二极管D2的阴极连接继电器J的触点J-2和负载A的另一端，继电器J的触点J-1的另一端连接蓄电池E的正极，电阻R2的另一端连接二极管D2的阴极，二极管D2的阳极连接继电器J的另一端。
3.根据权利要求1所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述唤醒电路的核心元件是AS3930芯片。
4.根据权利要求1所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述单片机选用PIC16F722单片机。
5.根据权利要求2所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述电阻R1和电容C1组成阻容降压电路。
6.根据权利要求2所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述电容C1、电容C3、电感L1和电感L2组成π型滤波器。
7.根据权利要求2所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述二极管D2为稳压二极管。
8.根据权利要求2所述的一种无线通讯唤醒电路，其特征在于，所述无线传输模块包括北斗卫星导航***和无线信号收发器。
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