[发明专利]一种基于WSN的水质监测节点

摘要

本发明提供了一种基于WSN的水质监测节点，所述水质监测节点负责采集待测水域的温度、pH值、溶解氧等水质数据，执行数据预处理和定时传输；并且加入基于ZigBee协议的低功耗无线网络，作为网络中的路由节点和普通节点；水质监测节点可以对自身进行无线配置，也具备降低功耗的机制，在空闲时可以减少能量损耗。本发明的水质监测节点的重要改进在于采用了传感器与微控制器芯片分离的结构，传感器负责物理量与电信号之间的转换，微控制器芯片主要负责数据的采集、处理和无线传输，采用可插拔的排针将两者结合在一起，有助于传感器节点的维护和功能的扩展。

主权项

一种基于WSN的水质监测节点，其特征在于，包括：传感器模块、微控制器芯片以及电源模块；所述传感器模块包括水质监测传感器以及传感器调理电路，所述水质监测传感器用于感应水质参数并且生成相应的感应电压信号，所述传感器调理电路用于将水质监测传感器生成的感应电压信号进行信号调理和放大；所述微控制器芯片是采用单芯片集成SoC结构的主控芯片单元，所述微控制器芯片包括处理器模块以及ZigBee无线通信模块；所述处理器模块用于对经过信号调理和放大的感应电压信号进行AD转换、处理、存储，并且与ZigBee无线通信模块进行数据收发传输，以及执行与WSN网络的交互；所述ZigBee无线通信模块用于基于IEEE802.15.4协议进行数据的无线信号收发；所述处理器模块包括CPU单元、存储单元、时钟单元、多通道AD转换器单元、低电压监测单元、定时器单元以及GPIO端口；所述ZigBee无线通信模块包括RF收发器单元、缓存单元、电源管理单元、IRQ控制单元、控制逻辑单元以及GPIO端口；所述处理器模块与ZigBee无线通信模块通过SPI总线接口实现二者之间的数据传输，并且ZigBee无线通信模块基于发送IRQ中断请求实现与处理器模块的协同处理；所述电源模块用于对传感器模块及微控制器芯片进行供电。