本实用新型专利技术涉及电子技术，特别是一种无线传感器网络实验平台。它是由集成于PCB主板的单片机分别连接矩阵按键模块、蜂鸣器报警模块、液晶显示模块、传感器模块及无线通信模块连接构成，上述元器件皆由电源模块供电。本实用新型专利技术功耗较低，所包含的传感器种类和无线通信模块齐全，考虑到实际工程应用情况增加了显示模块，弥补了市面上已有的无线传感器网络实验平台的不足之处，适合初学者入门学习。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及一种无线传感器网络实验平台，特别是一种基于MSP430F5529单片机的无线传感器网络教学实验平台。
技术介绍
无线传感器网络，是由许多在空间中分布的自动装置组成的一种无线通讯计算机网络，这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况（比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物）。无线传感器网络的发展最初起源于战场监测等军事应用。而现今无线传感器网络被应用于很多民用领域，如环境与生态监测、健康监护、家居自动化以及交通控制等。无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络。最早的代表性论述出现在1999年，提出了无线传感器网络是下一个世纪面临的发展机遇。2003年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术时，无线传感器网络被列为第一项未来新兴技术。同年，美国《商业周刊》未来技术专版，论述四大新技术时，无线传感器网络也列人其中。美国《今日防务》杂志更认为无线传感器网络的应用和发展，将引起一场划时代的军事技术革命和未来战争的变革。2004年(IEEESpectrum)杂志发表一期专集：传感器的国度，论述无线传感器网络的发展和可能的广泛应用。可以预计，无线传感器网络的发展和广泛应用，将对人们的社会生活和产业变革带来极大的影响和产生巨大的推动。而当前的无线传感器网络实验平台主要有以下一些缺点：1.多针对于工业使用，没有入门级学习平台；2.价格昂贵，很多实验室都没有学习板；3多应用于针对单一参数的测量，传感器种类较少；4.无线通信方式单一；5.微控制器原理复杂，不易上手学习和掌握，降低了学生学习无线传感器网络的兴趣。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低能耗基于MSP430F5529单片机的无线传感器网络实验平台。本专利技术的目的是通过如下途径实现的：一种基于MSP430F5529单片机的无线传感网络实验平台，它包括传感器模块、处理器单元、无线通信模块、电源模块、显示模块，所述的电源模块为5V适配器供电。显示模块采用的液晶显示，不用时可从无线传感器网络实验平台上拆下。可选的，所述的传感器模块，包括：人体热释电红外检测、加速度传感器模块、陀螺仪模块、数字型温度传感器、光照度检测模块、声强检测模块、蜂鸣器报警模块、矩阵按键模块、气体检测模块。可选的，所述的无线通信模块，包括：RFID门禁模块、CC1101无线通信模块、ZigBee无线通信模块、蓝牙无线通信模块、WiFi通信模块、GPRS无线通信模块。可选的，所述的处理器单元，包括：MSP430F5529单片机。作为本方案的进一步优化，还有相应的上位机可以和无线通信模块连接，进行数据传输。本技术一种基于MSP430F5529单片机的无线传感器网络实验平台，使用的MSP430F5529单片机是TI公司推出的超低功耗单片机,该单片机在3.3v供电时全速运行电流195uA，待机电流仅有0.18uA，且功能强大，该单片机入门简单，上手容易，有全面的例程可供学习参考；本技术所使用的传感器种类较多，使用时可选择性使用；本技术涵盖无线通信模块齐全，在不使用时可从无线传感器网络实验平台上拆下，且所有无线模块使用方法简单，入门容易；液晶显示模块更贴近实际应用的使用情况，可选择性使用。与现有技术比较，存在如下优点：1.功耗较低，尤其是控制器部分，MSP430F5529单片机是超低功耗级别的，学生上手容易；2.传感器种类齐全，常用的传感器都已经囊括，适合想要学习传感器的初学者；3.该实验平台几乎囊括市面上所有的无线通信模块，所有模块资料齐全，适合想要学习无线通信模块的初学者；4.可根据实验板上已有资源进行无线传感器网络综合实验，为今后更深入的学习做铺垫。总之，本技术功耗较低（使用了MSP430F5529超低功耗单片机），所包含的传感器种类和无线通信模块齐全，考虑到实际工程应用情况增加了显示模块，弥补了市面上已有的无线传感器网络实验平台的不足之处，适合初学者入门学习。附图说明下面结合附图对本技术作进一步详细说明：图1为本技术各模块位置示意图；具体实施方式如图1所示，本技术一种基于MSP430F5529单片机的无线传感器网络实验平台，所述无线传感器网络实验平台包括：人体热释电红外检测、加速度传感器模块、陀螺仪模块、数字型温度传感器、光照度检测模块、声强检测模块、蜂鸣器报警模块、矩阵按键模块、液晶显示模块、气体检测模块、RFID门禁模块、CC1101无线通信模块、ZigBee无线通信模块、蓝牙无线通信模块、WiFi通信模块、GPRS无线通信模块、电源模块。在实施中，针对其中的每个模块的构成以及用途，分别进行说明：1、加速度传感器模块该模块采用ADI公司的三轴数字加速度传感器ADX345，如图1所示。该模块可以完成倾斜角检测实验，以及对SPI总线（SerialPeripheralinterface，串行外围设备接口）的掌握。三轴数字加速度传感器ADX345，最大感知±16g的加速度，感应精度可以达到3.9mg/LSB，倾角测量典型误差小于1°，通过内置的ADC将加速度信号转换为数字量存放在片内缓冲区，使用SPI总线读取数据。SCL、SDA接上拉电阻，CS通过限流电阻接高电平。实验时，首先将该模块所对应的2个控制引脚所对应的I/O通过跳线帽连接起来。2、数字型温度传感器该模块采用数字型温度传感器，该实验模块可以完成两类测温实验，并进行比较。数字型温度传感器采用DS18B20，其与单片机之间只需一根线即可实现双向数据通信。①常见的实验教学系统或单片机开发板的温度测量由DS18B20完成；②这样的设计既能让学生掌握常见温度数字型温度传感器DS18B20的工作原理及使用，也能让学生了解单总线数据传输的原理。3、光照度检测模块该模块采用SP-10A型硅光电池，结合I/V转换电路，将硅光电池输出的电流信号转换为单片机AD模块能够直接采样的电压信号。该实验模块可完成光照强度检测实验，同时可以使学生对I/V转换有更深层的认识。实验时，首先将该模块所对应的1个采样引脚所对应的I/O通过跳线帽连接起来。①常见的光照度检测模块是采样光敏电阻或集成光照度检测传感器进行测量。②该模块通过I/V转换电路将硅光电池的光生电流信号转换成单片机AD模块能够采样的电压信号。③这样既可以让学生了解硅光电池的工作原理，又可以让学生掌握I/V转换的实现。4、声强检测模块该模块主要包括麦克风信号调理电路及峰值检波电路组成。该模块可以实现噪声强度检测，同时让初学者认识掌握峰值检波电路。传声器是将声音信号转换为电信号的能量转换器，俗称话筒（麦克风）。而麦克风主要分为动圈式和驻极体电容式，其中动圈式传声器音质很好，但体积较大，电容式传声器体积小巧，成本低廉，在手机、电话等设备中应用十分广泛。驻极体电容式传声器是用事先已注入电荷而被极化的驻极体代替极化电源的电容传声器。由于驻极体传声器具有体积小、价格低廉、电声性能好、结构简单等特点，被广泛应用于无线话筒、盒式录音机及声控等电路中，从而成为最常用的电容传声器。由于输入输出阻抗很高，所以要在这种话筒外壳内设置一个场效应管作为阻抗转换器，为此驻极体电容式话筒在工作时需要直流工作电压。驻极体传声器的基本结构是由一片单面涂有金属的驻极体薄膜与一本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种无线传感器网络实验平台，其特征在于：它是由集成于PCB主板的单片机（11）分别连接矩阵按键模块（1）、蜂鸣器报警模块（2）、液晶显示模块（10）、传感器模块及无线通信模块连接构成，上述元器件皆由电源模块（9）供电；所述的传感器模块包括陀螺仪模块（3）、光照度检测模块（4）、人体热释电红外检测（5）、数字型温度传感器（6）、加速度传感器模块（7）、声强检测模块（16）、气体检测模块（8）；所述的无线通信模块为CC1101无线通信模块（12）、RFID门禁模块（13）、蓝牙无线通信模块（14）、ZigBee无线通信模块（15）、WiFi通信模块（17）及GPRS无线通信模块（18）；其中的CC1101无线通信模块（12）、RFID门禁模块（13）、ZigBee无线通信模块（15）通过SPI接口与主板连接；蓝牙无线通信模块（14）、WiFi通信模块（17）及GPRS无线通信模块（18）通过UART接口与主板连接；光照度检测模块（4）、声强检测模块（16）、气体检测模块（8）通过A/D转换模拟接口与主板连接；陀螺仪模块（3）、人体热释电红外检测（5）、数字型温度传感器（6）、加速度传感器模块（7）通过GPIO接口与主板连接。...
【技术特征摘要】
1.一种无线传感器网络实验平台，其特征在于：它是由集成于PCB主板的单片机（11）分别连接矩阵按键模块（1）、蜂鸣器报警模块（2）、液晶显示模块（10）、传感器模块及无线通信模块连接构成，上述元器件皆由电源模块（9）供电；所述的传感器模块包括陀螺仪模块（3）、光照度检测模块（4）、人体热释电红外检测（5）、数字型温度传感器（6）、加速度传感器模块（7）、声强检测模块（16）、气体检测模块（8）；所述的无线通信模块为CC1101无线通信模块（12）、RFID门禁模块（13）、蓝牙无线通信模块（14）、ZigBee无线通信模块（15）、WiFi通信模块（17）及GPRS无线通信...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵静敏，赵吉阳，宿磊，葛毓龙，
申请(专利权)人：赵静敏，赵吉阳，宿磊，葛毓龙，
类型：新型
国别省市：陕西;61
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。