[发明专利]一种远距离多功能的无线传感器节点

权利要求书

1.一种远距离多功能的无线传感器节点，包括：主控模块（101）、天线模块（102）、通讯模块（103）、采集信号输入模块（104）和电源模块（105），所述主控模块（101）分别与所述天线模块（102）、所述通讯模块（103）双向连接，所述采集信号输入模块（104）的输出端与所述主控模块（101）的输入端电气连接，所述电源模块（105）为整个无线传感器节点供电；其特征在于：所述无线传感器节点还包括：范围扩展模块（106），所述通讯模块（103）包括：WIFI电路（1031）、USB电路（1032）和RS-232串口电路（1033）；所述主控模块（101）通过所述范围扩展模块（106）与所述天线模块（102）双向连接，所述范围扩展模块（106）与所述主控模块（101）之间设置有匹配滤波单元（107）；

所述无线传感器节点还包括：LCD显示模块（109）和扩展存储模块（110），所述LCD显示模块（109）的输入端与所述主控模块（101）的输出端电气连接，所述扩展存储模块（110）与所述主控模块（101）双向连接；

所述电源模块（105）包括：蓄电池单元（1051）、直流电源单元（1052）和能量管理单元（1053），所述蓄电池单元（1051）的输出端、所述直流电源单元（1052）的输出端分别与所述能量管理单元（1053）的输入端电气连接，所述能量管理单元（1053）的输出端为所述电源模块（105）的输出端；

所述主控模块（101）包括：主控芯片CC2538，所述范围扩展模块（106）包括：射频前端芯片CC2592，所述匹配滤波单元（107）包括：电感L1、电阻R1、电阻R2和电阻R3，所述天线模块（102）包括：天线接口M1和天线接口M2；

所述电感L1分别并接在所述主控芯片CC2538的视频信号输入/输出端RF_P和视频信号输入/输出端RF_N之间、所述射频前端芯片CC2592的视频信号输入/输出端RF_P和视频信号输入/输出端RF_N之间，所述射频前端芯片CC2592的数字控制端PA_EN通过电阻R1与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PC3相连，所述射频前端芯片CC2592的数字控制端LNA_EN端通过电阻R2与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PC2相连，所述射频前端芯片CC2592的数字控制端HGM通过电阻R3与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PD2相连；所述射频前端芯片CC2592的电源端VDD_PA、VDD_LNA、VDD_BLAS均与所述电源模块（105）的输出端VCC相连，所述电源模块（105）的输出端VCC分别通过电容C1、电容C2、电容C3接地；所述射频前端芯片CC2592的天线连接端ANT依次通过电感L2、电感L4、电容C8与天线接口M2相连，所述电感L4和所述电容C8之间的连线通过电容C7与天线接口M1相连，所述射频前端芯片CC2592的天线连接端ANT与所述电源模块（105）的输出端VCC之间串接有电感L3，所述射频前端芯片CC2592的天线连接端ANT还通过电容C4接地，所述电感L2和所述电感L4之间的连线通过电容C5接地，所述电感L4和所述电容C8之间的连线通过电容C6接地，所述电容C8和所述天线接口M2之间的连线通过电容C9接地；所述射频前端芯片CC2592的输入偏置端BIAS通过电阻R4接地，所述射频前端芯片CC2592的接地端GND、EGP/GND均接地；

所述WIFI电路（1031）包括：WIFI接口P_wifi，所述USB电路（1032）包括：USB接口P_USB，所述RS-232串口电路（1033）包括：RS-232收发器U1和串口接口DB9；

所述WIFI接口P_wifi的电源端VCC与所述电源模块（105）的输出端VCC相连，所述WIFI接口P_wifi的接地端GND接地，所述WIFI接口P_wifi的串口发送端TXD与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PA0相连，所述WIFI接口P_wifi的串口发送端RXD与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PA1相连，所述WIFI接口P_wifi的复位端RST与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PB2相连，所述WIFI接口P_wifi的模式选择端IO_0与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PB3相连；

所述USB接口P_USB的数据传输正端D+通过电阻R13与所述主控芯片CC2538的USB信号传输正端USB_P相连，所述USB接口P_USB的数据传输负端D-通过电阻R14与所述主控芯片CC2538的USB信号传输负端USB_N相连，所述主控芯片CC2538的USB信号传输正端USB_P通过电容C19接地，所述主控芯片CC2538的USB信号传输正负端USB_N通过电容C20接地，所述USB接口P_USB的数据传输正端D+还通过电阻R12与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PC0相连；

所述RS-232收发器U1的电源端VCC与所述电源模块105的输出端VCC相连，所述RS-232收发器U1的电荷泵正电压产生端V+通过电容C23与所述RS-232收发器U1的电源端VCC相连，所述RS-232收发器U1的电荷泵负电压产生端V-通过电容C24接地，所述RS-232收发器U1的接地端GND接地；所述RS-232收发器U1的倍压电荷泵电容正端C1+和倍压电荷泵电容负端C1-之间串接有电容C21，所述RS-232收发器U1的反相电荷泵电容正端C2+和倍压电荷泵电容负端C2-之间串接有电容C22；所述RS-232收发器U1的TTL/CMOS发送器输入端与二极管D4的负极相连，所述RS-232收发器U1的TTL/CMOS接收器输出端与二极管D3的负极相连，所述RS-232收发器U1的RS-232接收器输入端与所述串口接口DB9相连，所述RS-232收发器U1的RS-232发送器输出端与所述串口接口DB9相连，所述串口接口DB9的接地端GND接地；所述二极管D4的正极通过上拉电阻R17与所述电源模块（105）的输出端VCC相连，所述二极管D4的正极还与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PC6相连，所述二极管D3的正极通过上拉电阻R16与所述电源模块（105）的输出端VCC相连，所述二极管D3的正极还与所述主控芯片CC2538的数字信号输入/输出端PC7相连；

所述USB电路（1032）还包括：电压转换芯片U2，所述电压转换芯片U2的输入端IN与所述USB接口P_USB的电源端VCC相连，所述电压转换芯片U2的输入端IN还通过电容C17接地，所述电压转换芯片U2的输出端OUT与所述主控芯片CC2538的USB供电端DVDD_USB相连，所述电压转换芯片U2的输出端OUT还通过电容C18接地，所述电压转换芯片U2的接地端GND接地。