[实用新型]一种基于zigbee技术的扭摆振动系统的光电传感器节点

说明书

技术领域

本实用新型是一种用于zigbee技术的光电传感器节点，该平台主要针对扭摆振动系统进行远程实时采集要求，以无线传感器网络为架构，利用ZigBee技术与扭摆振动光电传感器相结合，实现对扭摆振动系统状况的实时监测。

背景技术

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步，推动了现代无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络扩展了人们信息获取能力，将客观世界的物理信息同传输网络连接在一起，在下一代网络中将为人们提供最直接、最有效、最真实的信息。无线传感器网络能够获取客观物理信息，具有十分广阔的应用前景，能应用于军事国防、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域。已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。无线传感器网络(wireless sensor network)简称WSN，是一种由大量小型传感器所组成的网络。这些小型传感器一般称作sensor node(传感器节点)或者mote(灰尘)。此种网络中一般也有一个或几个基站(称作sink)用来集中从小型传感器收集的数据。ZigBee技术是一个具有统一技术标准的短距离无线通信技术，其PHY层和MAC层协议为工EEE802. 15. 4协议标准。本文提出的无线传感器网络工作在全球通用的免付费频段2. 4GHz上，其数据传输速率为250Kb/s，划分为16个信道。与蓝牙或802. l 1b等同属短距离无线通信技术相比，ZigBee技术具有先天的优势。ZigBee设备为低功耗设备，具有能量检测和链路质量指示的功能。同时，由于采用了碰撞避免机制(CSMA-CA)，避免了发送数据时的冲突。在网络安全方面，采用了密钥长度为128位的加密算法，对所传输的数据信息进行加密处理，保证了数据传输时的高可靠性和安全性。用ZigBee技术组成的无线传感器网络结构简单、体积小、性价比高、放置灵活、扩展简便、成本低、功耗低、安全可靠，这种新兴的无线传感器网络必将有广泛的应用前景。

发明内容

本实用新型为了本实用新型提供了一种用基于zigbee技术的扭摆振动系统的光电传感器节点，实现对扭摆振动系统实时监测，从而作为光电传感器网络的重要组成部分。

通过如下技术方案实现实用新型目的:

一种基于zigbee技术的扭摆振动系统的光电传感器节点，包括电源模块、处理器模块、zigbee无线收发模块、光电传感器、AD/DA模块及扭摆振动系统，所述处理器模块与无线收发模块之间采用SPI总线规范进行数据传输，所述电源模块对其他模块供电，光电传感器节点的光电传感器模块对扭摆振动系统的扭摆信号进行测量、传输；数据经AD/DA模块转换后传输至处理器模块。

本实用新型中所述电源模块为蓄电池和/或太阳能电池。该光电传感器节点基于ZigBee技术标准，节点之间通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络，实现对扭摆振动系统的实时远程监测。该光电传感器节点的电源模块拥有蓄电池和太阳能电池两重保障，在有阳光照射时直接由太阳能电池供电并对蓄电池充电，在没有阳光照射时则由蓄电池直接供电。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步说明:

图1为本实用新型的系统结构示意图。

具体实施方式

   一种基于zigbee技术的扭摆振动系统的光电传感器节点，包括电源模块、处理器模块、zigbee无线收发模块、光电传感器、AD/DA模块及扭摆振动系统，处理器模块与无线收发模块之间采用SPI总线规范进行数据传输，电源模块对其他模块供电，光电传感器节点的光电传感器模块对扭摆振动系统的扭摆信号进行测量、传输；数据经AD/DA模块转换后传输至处理器模块。该光电传感器节点基于ZigBee技术标准，节点之间通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络，实现对扭摆振动系统的实时远程监测。该光电传感器节点的电源模块拥有蓄电池和太阳能电池两重保障，在有阳光照射时直接由太阳能电池供电并对蓄电池充电，在没有阳光照射时则由蓄电池直接供电。该光电传感器节点其处理器模块与无线收发模块之间采用SPI总线规范进行数据传输。本实用新型各节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输，在传输过程中监测数据可能被多个节点处理，经过多跳后路由到汇聚节点，最后到达管理节点。