污染源數據采集傳輸系統技術方案

本發明專利技術為了延長污染源數據采集傳輸系統的壽命，提供了一種污染源數據采集傳輸系統，包括控制單元、存儲器、電源和ZigBee數據采集模塊，所述ZigBee數據采集模塊包括收發單元和AD單元，且該ZigBee數據采集模塊將收發單元和AD單元集成在該模塊，從而有助于減少對數據采集傳輸系統的控制單元和存儲器的耦合和影響，使得前端的數據收發和后端的數據處理之間能夠有效地進行物理隔離，最大程度上減小了抗干擾性能。所述ZigBee數據采集模塊包括由電容和電感構成的抗干擾電路，所述電源包括由電容、電阻和電感構成的抗干擾電路。該傳輸系統提高了接收靈敏度和ZigBee通信模塊的抗干擾能力，使得排污企業或單位能夠更靈活地布置排污監控傳感器和數據傳輸網絡。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于通信
，具體涉及一種污染源數據采集傳輸系統。
技術介紹
ZigBee是基于IEEE802.15.4標準的低功耗局域網協議。根據國際標準規定，ZigBee技術是一種短距離、低功耗的無線通信技術。這一名稱(又稱紫蜂協議)來源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飛翔和“嗡嗡”(zig)地抖動翅膀的“舞蹈”來與同伴傳遞花粉所在方位信息，也就是說蜜蜂依靠這樣的方式構成了群體中的通信網絡。其特點是近距離、低復雜度、自組織、低功耗、低數據速率。主要適合用于自動控制和遠程控制領域，可以嵌入各種設備。簡而言之，ZigBee就是一種便宜的，低功耗的近距離無線組網通訊技術。ZigBee是一種低速短距離傳輸的無線網絡協議。ZigBee協議從下到上分別為物理層(PHY)、媒體訪問控制層(MAC)、傳輸層(TL)、網絡層(NWK)、應用層(APL)等。其中物理層和媒體訪問控制層遵循IEEE 802.15.4標準的規定。運用ZigBee無線網絡技術，獲得基于ZigBee通訊的污染源數據采集傳輸系統，其主要應用于電力，水利，氣象，石油，林業，勘探等行業的諸多應用領域的遙控，遙測，遙感，區域報警系統的數字信號傳輸。目前的污染源數據采集傳輸系統存的問題是:當傳輸的外部客觀環境比較苛刻時，例如，數據傳輸距離稍遠、附近有電磁干擾、數據傳輸頻率過高等，污染源數據采集傳輸系統需要消耗較多的電力，并且容易造成電壓不穩，影響污染源數據采集傳輸系統的壽命。
技術實現思路
為了解決上述問題，本專利技術提供了一種污染源數據采集傳輸系統，包括控制單元、存儲器、電源和ZigBee數據采集模塊，所述ZigBee數據采集模塊包括收發單元和AD單元，且該ZigBee數據采集模塊將收發單元和AD單元集成在該模塊，從而有助于減少對數據采集傳輸系統的控制單元和存儲器的耦合和影響，使得前端的數據收發和后端的數據處理之間能夠有效地進行物理隔離，最大程度上減小了抗干擾性能。所述ZigBee數據采集模塊包括由電容和電感構成的抗干擾電路，所述電源包括由電容、電阻和電感構成的抗干擾電路。進一步地，所述收發單元包括芯片CC2530。進一步地，抗干擾電路包括:所述芯片CC2530的引腳RF_N與電容C4、C5串聯，引腳RF_P與電容C5和電感L2串聯，且C4、C5串聯支路與C5、L2串聯支路并聯后與電容C7串聯，后遇發射天線Jl串聯，且二者之間并聯有電容Cl I，電容Cll的另一端接地；引腳P23/X0SC32K_Q1和引腳P23/XOSC32K_Q2通過電容Vl并聯，引腳P23/X0SC32K_Q1在電容Vl之后還串聯電容C3，引腳P23/XOSC32K_Q2在電容Vl之后還串聯電容C2，且電容C2的另一端通過電感LI接地，電容C3的另一端接地。進一步地，所述控制單元包括處理器。進一步地，所述處理器為MCU。進一步地，所述存儲器包括SD卡控制芯片和SDRAM。進一步地，所述電源采用MAX1685芯片。進一步地，所述電源的MAX1685芯片的BOOT引腳串接10k的電阻以后接地，并且該10k電阻的另一端通過71.5k的電阻后分別連接電感L3和3V電源，電感L3的另一端連接MAX1685芯片的LXl引腳和LX2引腳，IN引腳通過電容C45接地，且不與AIN引腳連接。71.5k的電阻和電感L3能夠降低LX1、LX2、BOOT引腳由于電感L3和電容C48、C50之間由于長時間工作而可能產生的自振。此外，電容本專利技術的有益效果是:提高了接收靈敏度和ZigBee通信模塊的抗干擾能力，使得排污企業或單位能夠更靈活地布置排污監控傳感器和數據傳輸網絡。【附圖說明】圖1示出了本專利技術的污染源數據采集傳輸系統的結構框圖。圖2示出了根據本專利技術的優選實施例的ZigBee數據采集模塊的收發單元電路圖。圖3示出了根據本專利技術的優選實施例的污染源數據采集傳輸系統的電源電路。【具體實施方式】如圖1所示，污染源數據采集傳輸系統，包括控制單元、存儲器、和ZigBee數據采集模塊，所述ZigBee數據采集模塊包括收發單元和AD單元，且該ZigBee數據采集模塊將收發單元和AD單元集成在該模塊，所述ZigBee數據采集模塊包括由電容和電感構成的抗干擾電路，所述電源包括由電容、電阻和電感構成的抗干擾電路。如圖2所示，CC2530是一款ZigBee單芯片解決方案，低功耗且經濟。CC2530-F32/64/128/256分別帶有32/64/128/256KB的閃存空間。CC2530具有增強型的8051微處理器內核，高效全集成的射頻收發機，8KB的RAM及其他強大的功能外設。CC2530的主要特點有:1.20ms的擦除周期和高達256KB的閃存2.8KB RAM用于復雜的ZigBee應用3.具有強大的數據包處理引擎和地址識別4.可編程輸出功率達+4dBm5.功耗低，掉電模式，只運行睡眠定時器，電流損耗不到I微安。CC2530具有射頻控制模擬無線模塊，IEEE802.15.4兼容無線收發器。CC2530還提供了無線設備和MCU之間的接口，以及一個地址識別和數據包過濾模塊。CC2530 的重要電路參數如下:C4:18pF ；C5:18pF ；L1:2nH ；L2:2nH ；L3:3nH ；C1:lpF ；C6:lpF, C7:2.2pF, Cll:lpF ；C2:15pF, C3:10pF, C9:22pF, C8:22pF, Cl:luF ；R1:10k0如圖3所示，率，同時電源的穩定性直接影響了系統的穩定性和測量的準確性。選擇的大部分器件都能工作在3.3v的電壓上。同時，由于要考慮低功耗的目的，有些模塊的電源需要能被關閉，而同時別的模塊的供電不受影響。還要考慮的是電源轉換的效率，必須很高，才不至于有大量的電能消耗在電源模塊內部。綜合考慮，我們選擇了美信公司的開關電源芯片 MAXI684/MAX1685。MAXI684/MAX1685芯片是一款高效的、帶內部使能端的PwM降壓型開關電源。輸入電壓范圍寬，輸出3.3v。它的基本參數如下:I)高達的轉換效率；2)最高IA電流輸出；3)可達100%的占空比;4) 2.7v至14v的寬范圍輸入電壓(極限最大值Isv)；5)輸出精度達到1%;6)0.24歐的PMOS導通電阻；7)同步開關頻率；8)固定頻率PWM工作模式；9)MAX1684 頻率 300kHz，MAX1685 頻率為 600kHZ ；10)正常模式靜態電流150uA，低功耗模式靜態電流25uA，關斷模式下電流為ZuA ；11)固定3.3v輸出或者可調輸出(范圍1.25v至輸入電壓);12)小型 16 — QSOP 封裝；13)輔助輸出 3v/5111A。經測試，本專利技術的污染源數據采集傳輸系統不受電壓波動產生的電磁輻射的影響，能夠盡可能準確地采集污染源的傳感數據。相比現有技術中已有的未經上述收發單元和AD單元集成以及電源、收發單元抗干擾設計的方案，本專利技術進行電壓波動和諧波供電試驗的EMI值僅為3dB，具有突出的優勢和顯著的進步。上面以文字和【附圖說明】的方式闡釋了本專利技術一些【具體實施方式】的結構，并非詳盡無遺或限制于上述所述具體形式。應當指出，對于本
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術原理的前提本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種污染源數據采集傳輸系統，包括控制單元、存儲器、電源和ZigBee數據采集模塊，其特征在于，所述ZigBee數據采集模塊包括收發單元和AD單元，且該ZigBee數據采集模塊將收發單元和AD單元集成在該模塊，所述ZigBee數據采集模塊包括由電容和電感構成的抗干擾電路，所述電源包括由電容、電阻和電感構成的抗干擾電路。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊浩，張戈，李建，黃磊，
申請(專利權)人：四川清和科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51