专利名称：带有定位功能的超声波传感器节点模块的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有定位功能的超声波传感器节点模块，具体来说采用8位微控制器、超声波传感器与GPS定位模块来实现精确空间位置下的短距离测量，可应用于机器人避障、汽车倒车以及防盗报警等系统。
背景技术：
随着信息采集与智能计算技术的迅速发展和互联网与移动通信网的广泛应用，物联网技术已经在エ业、农业、服务业、环保、交通等领域得到了应用。传感器技术是物联网的基础，物联网将依靠传感器作为数据输入端，通过各种传感器采集或获取自然界的各种物理量、化学量、生物量等，从而提高对物质世界的感知能力，实现智能化的决策和控制。GPS (Global Positioning System)是卫星测时测距导航/全球定位系统(Navigation Satellite Timing And Ranging/Global Positioning System)的英文缩写，简称“全球定位系統”。该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能，能为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。GPS设备可以提供精准的空间位置信息，将GPS技术与传感器技术、物联网技术相结合，在获取传感器所输出的信息同时同步获取空间位置信息，因而有利于物联网技术的推广。无线传感器网络技术作为物联网中的ー项关键技术，能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。ZigBee技术作为无线传感器网络技术中的ー种，具有成本低、功耗低、网络容量大、数据传输可靠等特点，应用范围很广。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种成本低廉、结构简单、易于推广的带有定位功能的超声波传感器节点模块。本发明所采用的技术方案是一种带有定位功能的超声波传感器节点模块，具有控制器，还包括与控制器相连的超声波测距电路；与控制器相连的用于提供精确空间位置的GPS定位模块；与控制器相连的用于进行数据传输及功能扩展的通讯接ロ连接器。所述的超声波测距电路与控制器的定时/计数器2的比较输出ロ 0C2和外部中断INTl ロ相连，用于实现距离的測量。所述的GPS定位模块与控制器的1/0 ロ相连，采用模拟串ロ时序来接收GPS定位模块输出的坐标信息。所述的通讯接ロ连接器与控制器的串口和1/0 ロ相连，用于数据的传输或者与ZigBee节点板相连进行功能的扩展,组成无线传感器网络中的ー个节点。



图I是本发明的整体框图；图2是本发明超声波测距电路原理图；图3是本发明GPS定位模块电路原理图；图4是本发明50管脚通讯接ロ连接器原理图；图5是本发明的电源电路原理图。·
具体实施例方式下面结合附图和实例对本发明作进ー步说明。本发明的带有定位功能的超声波传感器节点模块，采用超声波传感器、GPS定位模块与8位微控制器来实现精确空间位置下的短距离的測量，可应用于机器人避障、汽车倒车以及防盗报警等系统。如图I所示，本发明的带有定位功能的超声波传感器节点模块，具有控制器(1)，还包括与控制器相连的超声波测距电路(2);与控制器相连的用于提供精确空间位置的GPS定位模块(3);与控制器相连的用于数据传输及功能扩展的通讯接ロ连接器(4);与控制器、超声波测距电路相连的用于提供电源的电源电路(5)。如图2所示，超声波测距电路由发射电路(a)和接收电路(b)组成，发射电路由单片机内部定时器2产生40KHZ的频率，经过CD4049驱动后传输给超声波发射器发射超声波；接收电路将发射回来的超声波信号经过放大处理后触发单片机的外部中断INT1，根据定时器2的定时时间间隔来计算距离。如图3所示，GPS定位模块采用全球卫星定位接收芯片Gstar系列GS-89组成，通过控制器的I/o ロ相连，采用模拟串ロ时序来完成GPS坐标信息的接收。如图4所示，本发明的带有定位功能的超声波传感器节点模块具有50管脚的通讯接ロ连接器，与控制器的串口和I/O ロ相连，用于数据的传输或者ZigBee节点板相连进行功能的扩展，组成无线传感器网络中的ー个节点。如图4所示，本发明的带有定位功能的超声波传感器节点模块由于采用电池或者外部供电两种方式提供电源，故通过开关进行切換，BL8530-5V升压芯片用于对电池供电时进行电源升压；AMS1117-3. 3V降压稳压芯片用于外部供电时进行电源的降压与稳压。
权利要求
1.一种带有定位功能的超声波传感器节点模块，具有控制器(I)，其特征在于，还包括与控制器⑴相连的超声波测距电路⑵；与控制器⑴相连的GPS定位模块(3);与控制器(I)相连的通讯接口连接器(4)。
2.根据权利要求I所述的带有定位功能的超声波传感器节点模块，其特征在于所述的超声波测距电路(2)与控制器(I)的定时/计数器2的比较输出口 0C2和外部中断INTl口相连，用于距离的测量。
3.根据权利要求I所述的带有定位功能的超声波传感器节点模块，其特征在于所述的GPS定位模块(3)与控制器(I)的I/O 口相连，采用模拟串口时序来接收GPS定位模块输出的坐标信息。
4.根据权利要求I所述的带有定位功能的超声波传感器节点模块，其特征在于所述的通讯接口连接器(4)与控制器(I)的串口和I/O 口相连，用于数据的传输及功能扩展。
全文摘要
一种带有定位功能的超声波传感器节点模块，用于精确空间位置下的短距离的测量，可应用在机器人避障、汽车倒车以及防盗报警等系统。所述节点模块包括ATmega8L控制器(1)；超声波测距电路(2)；GPS定位模块(3)；通讯接口连接器(4)；电源电路(5)。本发明利用超声波传感器、GPS定位模块和单片机实现精确空间位置下的距离测量，具有结构简单，成本低廉，易于推广等特点。
文档编号G01S19/42GK102662174SQ20121017409
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月29日 优先权日2012年5月29日
发明者吴兴利, 李猛, 田立国, 陈志亮 申请人:天津职业技术师范大学