申请/专利权人：东南大学

申请日：2024-01-25

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117939422A

主分类号：H04W4/38

分类号：H04W4/38;H04W4/02;H04W4/80;H04W64/00;H04W84/18;H04B1/717;H04B1/7176;G08C17/02;G06F3/01;G06F13/42

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于半机械生物的分布式传感器网络系统，包括电脑上位机、中央设备、从设备一、从设备二、从设备三、标签设备一、标签设备二、标签设备三以及定位系统。电脑上位机的数据处理是通过LABVIEW图形化编程实现的。中央设备与从机设备是通过蓝牙微微网组网实现无线通信的。手势识别数据采集是通过I2C接口实现的。OLED字符显示是通过SPI接口实现的。超宽带定位模块距离的测量是通过UWB技术使用TWR算法实现的。陀螺仪数据的测量是通过I2C接口实现的。本发明的优点在于：采用无线蓝牙微微网技术进行主从机组网，扩展灵活、控制方便；若干从设备分别采集不同类型的数据信息，对环境的感知能力强。超宽带无线通信定位精度高、传输速率高。

主权项：1.一种基于半机械生物的分布式传感器网络系统,所述分布式传感器网络系统包括电脑上位机、中央设备、从设备一、从设备二、从设备三、标签设备一、标签设备二、标签设备三以及定位系统;电脑上位机通过VISA串口与中央设备连接;中央设备与从设备一、从设备二以及从设备三连接，通过蓝牙组网无线通信;从设备一与标签设备一连接;从设备二与标签设备二连接;从设备三与标签设备三连接;从设备与标签设备通过UART实现数据收发;标签设备一、标签设备二以及标签设备三与定位系统通过UWB技术无线连接,其特征在于：所述中央设备由蓝牙微控制器、按键模块、手势识别模块、射频通信模块、天线一、OLED模块和USB通讯模块组成;按键模块与蓝牙微控制器单向连接，用于开启手势识别功能；手势识别模块与蓝牙微控制器双向连接，用于配置手势识别传感器和采集手势识别数据；OLED模块与蓝牙微控制单向连接，用于显示手势识别的结果;USB通讯模块采用MINIUSB接口，与蓝牙微控制器双向连接，用于向上位机转发中央设备接收的传感器数据、传输上位机发送给中央设备的指令以及供电；蓝牙微控制与射频通讯模块双向连接，射频通讯模块与天线一双向连接；所述从设备一由无线微控制器一、低频晶振模块一、复位电路模块一、串口通信模块一、稳压模块一、电源模块一、传感器模块一、脉宽调制模块一、射频通信模块一和平板天线一组成；从设备二由无线微控制器二、低频晶振模块二、复位电路模块二、串口通信模块二、稳压模块二、电源模块二、传感器模块二、脉宽调制模块二、射频通信模块二和平板天线二组成；从设备三由无线微控制器三、低频晶振模块三、复位电路模块三、串口通信模块三、稳压模块三、电源模块三、传感器模块三、脉宽调制模块三、射频通信模块三和平板天线三组成；无线微控制器一、无线微控制器二、无线微控制器三为蓝牙芯片；无线微控制器一与传感器模块一通过ADC接口单向连接，ADC接口用于将采集到的烟雾浓度数据传输给从设备一；无线微控制器二与传感器模块二通过IIC接口双向连接，IIC接口用于配置图像传感器并将采集到的图像数据传输给从设备二；无线微控制器三与传感器模块三通过ADC接口单向连接，ADC接口用于将采集到的音频数据传输给从设备三；无线微控制器一与相低频晶振模块一、复位电路模块一、脉宽调制模块一单向连接；无线微控制器二与低频晶振模块二、复位电路模块二、脉宽调制模块二单向连接；无线微控制器三与低频晶振模块三、复位电路模块三、脉宽调制模块三单向连接；上述低频晶振模块为无线微控制器提供时钟信号；复位电路模块用来使电路恢复到起始状态；脉宽调制模块用于将昆虫刺激指令转化为相应的电刺激脉冲施加在昆虫的刺激点位上；无线微控制器一与稳压模块一相连接，稳压模块一与电源模块一相连接；无线微控制器二与稳压模块二相连接，稳压模块二与电源模块三相连接；无线微控制器三与稳压模块三相连接，稳压模块三与电源模块三相连接；电源模块通过稳压模块转换成3.3V电压，用于向从设备供电；无线微控制器一与射频通信模块一双向连接，射频通讯接口一与平板天线一双向连接；无线微控制器二与射频通信模块二双向连接，射频通讯接口二与平板天线二双向连接；无线微控制器三与射频通信模块三双向连接，射频通讯接口三与平板天线三双向连接；无线微控制器一与串口接收模块一相连，串口接收模块一与串口发送模块一相连；无线微控制器二与串口接收模块二相连，串口接收模块二与串口发送模块二相连；无线微控制器三与串口接收模块三相连，串口接收模块三与串口发送模块三相连；串口发送模块通过串口接收模块向从设备传输相应标签设备采集的角度数据和距离数据；所述标签设备一由串口发送模块一、STM32微控制器模块一、陀螺仪一、超宽带定位模块一组成；标签设备二由串口发送模块二、STM32微控制器模块二、陀螺仪二、超宽带定位模块二组成；标签设备三由串口发送模块三、STM32微控制器模块三、陀螺仪三、超宽带定位模块三组成；STM32微控制器一通过IIC接口与相应陀螺仪一双向连接，通过SPI接口与超宽带定位模块一双向连接；STM32微控制器二通过IIC接口与相应陀螺仪二双向连接，通过SPI接口与超宽带定位模块二双向连接；STM32微控制器三通过IIC接口与相应陀螺仪三双向连接，通过SPI接口与超宽带定位模块三双向连接；IIC接口用于对陀螺仪进行配置，并将陀螺仪采集的角度数据传输给STM32微控制器；SPI接口用于将超宽带定位模块采集的距离数据传输给STM32微控制器；超宽带定位模块一、超宽带定位模块二以及超宽带定位模块三与三个基站双向连接，通过TWR算法计算定位模块和三个基站的距离；STM32微控制器一与串口发送模块一单向连接；STM32微控制器二与串口发送模块二单向连接；STM32微控制器三与串口发送模块三单向连接；所述定位系统由基站一、基站二和基站三组成；每个基站由电源模块、微控制器和定位模块组成。

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百度查询： 东南大学 一种基于半机械生物的分布式传感器网络系统

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