CN102711293B - 一种无线传感网络网关 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线传感网络网关，该无线传感网络网关包括64位的MC13213微控制器、无线收发芯片nRF24L01、第一天线电路、第二天线电路、开关电路和电池电路，所述MC13213微控制器的PTA7、PTA6、PTA5、PTA4、PTE1、PTE0依次与无线收发芯片nRF24L01的CE、CSN、CSK、MOSI、MISO、IRQ连接后模拟SPI通讯，MC13213微控制器连接有第一天线电路和开关电路，无线收发芯片nRF24L01通过射频接口连接有第二天线电路，MC13213微控制器和无线收发芯片nRF24L01均通过电源电路供电。通过上述方式，本发明能够实现两种普遍应用的无线传感网络的互联互通，原有的基于高斯频移键控调制的系统可以接入ZigBee网络，从而支持标准协议和灵活组网；原有的ZigBee网络连接更低成本、技术上更为简单的无线传感网络系统。
Description
技术领域
本发明涉及电子通讯设备设计及制造领域，特别是涉及一种无线传感网络网关。
背景技术
随着随着物联网技术发展，无线传感网络应用日益广泛，应用中的无线通信调制/解调方式、链路控制、通信协议、组网方式等也日益多样，实现不同无线传感网络产品间互联互通日益显得重要。
在2.4G ISM频段，nRF24L01基于高斯频移键控调制的技术，最高通信速率为2Mb/s，简单易用，价格低廉，获得了广泛应用；但是由于没有标准协议等，大规模应用和组网时存在不足。ZigBee技术基于扩频通信，有标准协议，且易于组成大规模网络，是2.4G ISM频段获得广泛应用的另一种无线传感网络技术；但其技术较为复杂，成本相比前一种技术较高，而最高通信速率为250kb/s。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种无线传感网络网关，能够实现两种普遍应用的无线传感网络的互联互通，原有的基于高斯频移键控调制的系统可以接入ZigBee网络，从而支持标准协议和灵活组网；原有的ZigBee网络连接更低成本、技术上更为简单的无线传感网络系统。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无线传感网络网关，该无线传感网络网关包括64位的MC13213微控制器、无线收发芯片nRF24L01、第一天线电路、第二天线电路、开关电路和电池电路，所述MC13213微控制器的PTA7、PTA6、PTA5、PTA4、PTE1、PTE0依次与无线收发芯片nRF24L01的CE、CSN、CSK、MOSI、MISO、IRQ连接后模拟SPI通讯，MC13213微控制器连接有第一天线电路和开关电路，无线收发芯片nRF24L01通过射频接口连接有第二天线电路，MC13213微控制器和无线收发芯片nRF24L01均通过电源电路供电。
优选的是，所述开关电路的信道设置开关S0、S1、S2、S3依次与MC13213微控制器的PTC0、PTC1、PTC2、PTC3连接。
优选的是，所述开关电路的速率选择开关S4与MC13213微控制器的PTC4连接。
本发明的有益效果是：本发明一种无线传感网络网关，能够实现两种普遍应用的无线传感网络的互联互通，原有的基于高斯频移键控调制的系统可以接入ZigBee网络，从而支持标准协议和灵活组网；原有的ZigBee网络连接更低成本、技术上更为简单的无线传感网络系统。
附图说明
图1是本发明一种无线传感网络网关的一较佳实施例的结构示意图；
附图中各部件的标记如下：
1、MC13213微控制器；2、无线收发芯片nRF24L01；3、第一天线电路；4、第二天线电路；5、开关电路；6、电池电路；51、信道设置开关；52、速率选择开关。
具体实施方式
下面结合附图对本发明较佳实施例进行详细阐述，以使发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明实施例包括：
一种无线传感网络网关，该无线传感网络网关包括64位的MC13213微控制器1、无线收发芯片nRF24L012、第一天线电路3、第二天线电路4、开关电路5和电池电路6，所述MC13213微控制器1的PTA7、PTA6、PTA5、PTA4、PTE1、PTE0依次与无线收发芯片nRF24L01 2的CE、CSN、CSK、MOSI、MISO、IRQ连接后模拟SPI通讯，MC13213微控制器1连接有第一天线电路3和开关电路5，无线收发芯片nRF24L01 2通过射频接口连接有第二天线电路4，MC13213微控制器1和无线收发芯片nRF24L01 2均通过电源电路供电6;所述开关电路5的信道设置开关51 S0、S1、S2、S3依次与MC13213微控制器的PTC0、PTC1、PTC2、PTC3连接;所述开关电路5的速率选择开关52 S4与MC13213微控制器的PTC4连接。
本发明一种无线传感网络网关的工作方式为：以nRF24L01为核心的射频收发系统作为MC13213的外围设备，二者通过SPI接口相连。开关s0~s3用于选择ZigBee通信信道（信道11~26），s4用于选择nRF24L01通信速率（2Mb/s或1Mb/s）
网关中MC13213涉及两个方面功能：首先是ZigBee通信，第二是作为nRF24L01系统的控制器。MC13213微控制器连接简单的天线系统和电源等外围电路后即可作为ZigBee通信节点， MC13213通过其PTA端口和PTE端口模拟SPI接口，与无线收发芯片nRF24L01连接。
无线收发芯片nRF24L01部分电路在上电复位时，MC13213微控制器完成对无线收发芯片nRF24L01初始化；在工作时，MC13213微控制器将其无线接收到的数据去掉ZigBee帧头帧尾，通过SPI接口写入无线收发芯片nRF24L01；无线收发芯片nRF24L01接收到无线数据时，通过中断触发MC13213微控制器，MC13213微控制器通过SPI接口读取该数据，添加ZigBee帧头帧尾后以无线方式转发。
在MC13213微控制器内RAM中设有2个环形队列，用于作为无线收发芯片nRF24L01发送数据缓冲区和ZigBee发送数据缓冲区以适应两套通信系统速度不匹配，以及无线信道可能由于受到干扰而延迟发送等情况
本发明一种无线传感网络网关，能够实现两种普遍应用的无线传感网络的互联互通，原有的基于高斯频移键控调制的系统可以接入ZigBee网络，从而支持标准协议和灵活组网；原有的ZigBee网络连接更低成本、技术上更为简单的无线传感网络系统。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (2)
1.一种无线传感网络网关，其特征在于：该无线传感网络网关包括64位的MC13213微控制器、无线收发芯片nRF24L01、第一天线电路、第二天线电路、开关电路和电池电路，所述MC13213微控制器的PTA7、PTA6、PTA5、PTA4、PTE1、PTE0依次与无线收发芯片nRF24L01的CE、CSN、CSK、MOSI、MISO、IRQ连接后模拟SPI通讯，MC13213微控制器连接有第一天线电路和开关电路，无线收发芯片nRF24L01通过射频接口连接有第二天线电路，MC13213微控制器和无线收发芯片nRF24L01均通过电源电路供电，所述开关电路的信道设置开关S0、S1、S2、S3依次与MC13213微控制器的PTC0、PTC1、PTC2、PTC3连接。
2.根据权利要求1所述的一种无线传感网络网关，其特征在于：所述开关电路的速率开关S4与MC13213微控制器的PTC4连接。
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