[实用新型]一种层次型结构传感器网络的簇首节点

说明书

技术领域

本实用新型属于通信技术领域，尤其涉及一种层次型结构传感器网络的簇首节点。

背景技术

无线传感器网络被美国商业期刊列为21世纪将改变世界的十大技术之一。将无线传感器网络部署在监控区域，通过无线传感器节点的协同工作，可采集监控区域的环境因子或对具体对象进行监测，现在被广泛应用在工业设备监控、农田环境监测、军事等领域，无线传感器网络在网络拓扑结构上可采用层次型结构、链状结构、Mesh结构等，针对环境等应用场景监控，考虑到节点结构和能量的异构性，即有普通监测节点，又有结构较复杂的控制节点，还有汇聚节点等，因此，网络拓扑结构通常采用层次型拓扑结构，与其他拓扑结构相比，它具有可扩展性好，连接简单，易于维护的优点，但现有层次型无线传感器网络在实际应用时，有如下不足：（1）簇首节点与成员节点的结构一致，都采用单通信模块进行通信，网络通信易冲突，导致通信失败；（2）簇首节点不具备控制功能。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题：提供一种层次型结构传感器网络的簇首节点，以解决现有技术的层次型无线传感器网络中存在簇首节点与成员节点的结构一致，都采用单通信模块进行通信，网络通信易冲突，导致通信失败；簇首节点不具备控制功能等问题。

本实用新型技术方案：

一种层次型结构传感器网络的簇首节点，它包括电源单元，电源单元与微处理器单元导线连接，微处理器单元与第一无线通信单元、第二无线通信单元、接口单元和控制单元导线连接。

微处理器单元、第一无线通信单元、第二无线通信单元、接口单元和控制单元集成在一块电路板上，电路板和电源单元安装在防水塑料外壳内。

第一无线通信单元和第二无线通信单元的天线一端伸入防水塑料外壳内与第一无线通信单元和第二无线通信单元连接，另一端位于防水塑料外壳外。

防水塑料外壳上设有开关，开关与电路板连接。

外部传感器通过防水接头连接到电路板的接线端子上，接线端子与微处理器单元连接。

接口单元包括总线接口单元、SPI接口单元、I2C接口单元、开关量接口单元、继电器输出接口单元，所述接口单元通过电路板与微处理器单元连接。

控制单元包括继电器、模拟量输出端口和数字量输出端口。

本实用新型的有益效果：

本实用新型在现有技术的基础上控制单元，使得簇首节点不仅具备数据处理功能同时具备控制功能，能够对外部设备进行控制，本实用新型提供双通信单元，使得通信更可靠，整个节点采用模块化设计，使得系统可扩展性较强，系统采用无线通信方式，具有部署方便、成本低等优点，解决了现有技术的层次型无线传感器网络中存在簇首节点与成员节点的结构一致，都采用单通信模块进行通信，网络通信易冲突，导致通信失败；簇首节点功能单一不具备控制功能等问题。

附图说明：

图1为本实用新型原理组成示意图；

图2为本实用新型结构示意图。

具体实施方式：

一种层次型结构传感器网络的簇首节点，它包括电源单元2，电源单元2与微处理器单元8导线连接，微处理器单元8与第一无线通信单元5、第二无线通信单元6和接口单元导线连接，控制单元与微处理器单元导线连接。

微处理器单元、第一无线通信单元、第二无线通信单元、接口单元和控制单元集成在一块电路板10上，电路板10和电源单元2安装在防水塑料外壳1内。

第一无线通信单元5和第二无线通信单元6的天线4一端伸入防水塑料外壳1内与第一无线通信单元5和第二无线通信单元6连接，另一端位于防水塑料外壳1外。

微处理器单元选择的是低功耗的微处理器MSP430F149，内部集成除了有64KB存储器，还集成有12位的A/D转换单元；无线通信单元采用的两块低功耗的射频模块nRF905；电源单元为了保证系统的可靠性，采用太阳能供电和蓄电池供电两种方式，蓄电池采用的是6V 10Ah的铅酸电池。

防水塑料外壳1外壳上设有开关3，开关3与电路板10连接。

外部传感器通过防水接头7连接到电路板10的接线端子9上，接线端子9与微处理器单元8连接。

接口单元包括总线接口单元、SPI接口单元、I2C接口单元、开关量接口单元、继电器11输出接口单元，所述接口单元通过电路板10与微处理器单元连接。

控制单元包括继电器11、模拟量输出端口和数字量输出端口，可以对外部设备进行控制，能够通过微处理器输出数字量信号或模拟量信号，实现对外部设备的控制，扩展了簇首节点的功能，使之不仅具备了数据处理功能，同时也具备了控制功能。