[发明专利]无线传感器网络节点传感器标准化接口电路

摘要

本发明涉及一种无线传感器网络节点传感器标准化接口电路。现有无线传感器网络节点的各种传感器接口各不相同，导致每增加一种传感器的使用，都需要对节点的软硬件进行再次开发。本发明包括微控制器、节点标准化接口、I2C总线缓冲器电路、多路信号选择器电路、SPI扩展成4路UART电路、多路UART总线缓冲电路、多路模拟传感器信号采集接口电路、SPI/I2C复用接口、传感器UART接口和拨码开关电路。微控制器通过拨码开关电路为传感器提供控制信号。本发明简化了节点用于组网的设计与开发。

主权项

无线传感器网络节点传感器标准化接口电路，包括微控制器、节点标准化接口、I2C总线缓冲器电路、多路信号选择器电路、SPI扩展成4路UART电路、多路UART总线缓冲电路、多路模拟传感器信号采集接口电路、SPI/I2C复用接口、传感器UART接口和拨码开关电路，其特征在于：微控制器采用TI公司的型号为MSP430F1611的芯片，用于传感器信号的采集与处理，并将处理结果的数据格式标准化；节点标准化接口中的数据发送端与微控制器的数据发送端信号连接，节点标准化接口中的数据接收端与微控制器的数据接收端信号连接；I2C总线缓冲器电路采用NXP公司的型号为P82B96的芯片，该芯片的Ry引脚和Ty引脚并联并与微控制器的P3.1/SIMO0/SDA引脚相连，该芯片的Rx引脚和Tx引脚并联并与微控制器的P3.3/UCLK0/SCL引脚相连；该芯片的SDA引脚与SPI/I2C复用接口中的SIMO/SDA端连接，该芯片的SCL引脚与SPI/I2C复用接口中的UCLK/SCL端连接；多路信号选择器电路采用TI公司的型号为SN74LVC257A的芯片，该芯片的第一个输出端与微控制器中的P3.2/SOMI0引脚连接，第二个输出端与SPI/I2C复用接口中的/SCS端连接，第三个输出端与微控制器中的第一个GPIO引脚连接；该芯片的A输入端的第一个引脚与SPI/I2C复用接口中的SOMI端连接，A输入端的第二个引脚与微控制器中的第二个GPIO引脚连接，A输入端的第三个引脚与SPI/I2C复用接口中的/IRQ端连接；该芯片的B输入端的第一个引脚同时与SPI扩展成4路UART电路中U4和U5的DOUT引脚连接，该芯片的B输入端的第二个引脚和第三个引脚与电源连接；该芯片的选择输入端Sel与微控制器中的第三个GPIO引脚连接；SPI扩展成4路UART电路由芯片U4和芯片U5组成，U4和U5均采用EXAR公司的型号为XR20M1172的芯片，U4和U5的DIN引脚同时与微控制器中的P3.1/SIMO0/SDA引脚连接，U4和U5的SCLK引脚同时与微控制器中的P3.3/UCLK0/SCL引脚连接，U4和U5的DIN引脚同时与微控制器中的P3.1/SIMO0/SDA引脚连接；U4的/CS引脚与微控制器中的第四个GPIO引脚，U4的/IRQ引脚与微控制器中的第五个GPIO引脚；U5的/CS引脚与微控制器中的第六个GPIO引脚，U5的/IRQ引脚与微控制器中的第七个GPIO引脚；U4的RXA引脚与多路UART总线缓冲电路的第一个输出引脚连接，U4的TXA引脚与多路UART总线缓冲电路的第二个输入引脚连接；U4的RXB引脚与多路UART总线缓冲电路的第三个输出引脚连接，U4的TXB引脚与多路UART总线缓冲电路的第四个输入引脚连接；U5的RXA引脚与多路UART总线缓冲电路的第五个输出引脚连接，U5的TXA引脚与多路UART总线缓冲电路的第六个输入引脚连接；U5的RXB引脚与多路UART总线缓冲电路的第七个输出引脚连接，U5的TXB引脚与多路UART总线缓冲电路的第八个输入引脚连接；多路UART总线缓冲电路采用TI公司的型号为SN74LVC244A的芯片，该芯片的第一个输入引脚与传感器UART接口中的RXD1端连接，第二个输出引脚与传感器UART接口中的TXD1端连接；第三个输入引脚与传感器UART接口中的RXD2端连接，第四个输出引脚与传感器UART接口中的TXD2端连接；第五个输入引脚与传感器UART接口中的RXD3端连接，第六个输出引脚与传感器UART接口中的TXD4端连接；第七个输入引脚与传感器UART接口中的RXD4端连接，第八个输出引脚与传感器UART接口中的TXD4端连接；多路模拟传感器信号采集接口电路包括连接器CON0、连接器CON1、连接器CON2、连接器CON3、连接器CON4、连接器CON5、电阻器Res0、电阻器Res1、电阻器Res2、电阻器Res3、电阻器Res4和电阻器Res5；连接器CON0的Ain0端、电阻器Res0的一端与微控制器中的A0引脚连接，电阻器Res0的另一端与连接器CON0的GND端连接；连接器CON1的Ain1端、电阻器Res1的一端与微控制器中的A1引脚连接，电阻器Res1的另一端与连接器CON1的GND端连接；连接器CON2的Ain2端、电阻器Res2的一端与微控制器中的A2引脚连接，电阻器Res2的另一端与连接器CON2的GND端连接；连接器CON3的Ain3端、电阻器Res3的一端与微控制器中的A3引脚连接，电阻器Res3的另一端与连接器CON3的GND端连接；连接器CON4的Ain4端、电阻器Res4的一端与微控制器中的A4引脚连接，电阻器Res4的另一端与连接器CON4的GND端连接；连接器CON5的Ain5端、电阻器Res5的一端与微控制器中的A5引脚连接，电阻器Res5的另一端与连接器CON5的GND端连接；SPI/I2C复用接口为连接器CON D5；传感器UART接口包括连接器CON D1、连接器CON D2、连接器CON D3、连接器CON D4；拨码开关电路包括拨码开关S1、拨码开关S2、电阻器R6和电阻器R7组成；拨码开关S1的一端、电阻器R6的一端与微控制器中的第八个GPIO引脚连接，拨码开关S1的另一端接地，电阻器R6的另一端接电源；拨码开关S2的一端、电阻器R7的一端与微控制器中的第九个GPIO引脚连接，拨码开关S2的另一端接地，电阻器R7的另一端接电源。