一种超远距离无线传感器网络电路发送端

1.一种超远距离无线传感器网络电路发送端，其特征在于：包括发送端微控制器、发送端最小系统外围电路、发送端天线阻抗匹配电路、发送端数据存储电路、发送端调试接口电路、温湿度传感器电路、发送端电源稳压电路、发送端LED接口电路、发送端蜂鸣器接口电路、继电器接口电路；所述的发送端微控器采用Nordic VLSI公司的型号为nRF9E5的芯片，
发送端最小系统外围电路包括外部提供的基准电流引脚AREF，微控制器U1，第一晶振匹配电阻R1，第二限流电阻R2，第三限流电阻R3，第一晶振匹配电容C1，第二晶振匹配电容C2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9，第十滤波电容C10，16MHZ无源晶振X1；所述的微控制器U1的型号为nRF9E5，外部提供的基准电流引脚AREF的一端与第三限流电阻R3的一端连接，第三限流电阻R3的另一端与第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、微控器U1的30脚连接，第九滤波电容C9的另一端与第十滤波电容C10的另一端接地，微控制器U1的4脚与第八滤波电容C8的一端连接并与电源VCC连接，微控制器U1的5脚与第八滤波电容C8的另一端连接并接地，微控制器U1的14脚与16MHZ无源晶振X1的一端、第一晶振匹配电阻R1的一端、第一晶振匹配电容C1的一端连接，微控制器U1的15脚与16MHZ无源晶振X1的另一端、第一晶振匹配电阻R1的另一端、第二晶振匹配电容C2的一端连接，第一晶振匹配电容C1的另一端接地连接，第二晶振匹配电容C2的另一端接地连接，微控制器U1的16脚与
18脚、22脚、24脚接地连接，微控制器U1的17脚与电源VCC连接，微控制器U1的19脚与第四滤波电容C4的一端连接，第四滤波电容C4的另一端接地连接，微控制器U1的23脚与第二限流电阻R2的一端连接，第二限流电阻R2的另一端接地连接，微控制器U1的25脚与电源VCC、第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端连接，第五滤波电容C5的另一端与第六滤波电容C6的另一端接地连接，微控制器U1的31脚与第七滤波电容C7的一端连接，第七滤波电容C7的另一端接地连接；
发送端天线阻抗匹配电路包括第三阻抗匹配电容C3，第一阻抗匹配电感L1，第二阻抗匹配电感L2，第三阻抗匹配电感L3，第十三阻抗匹配电容C13，第十四阻抗匹配电容C14，第二十五滤波电容C25，第二十六滤波电容C26，第十五滤波电容C15，第十二滤波电容C12，50欧阻抗匹配天线接口，微控制器U1的21脚与第三阻抗匹配电容C3的一端、第二十五滤波电容C25的一端、第一阻抗匹配电感L1的一端和第二阻抗匹配电感L2的一端连接，微控制器U1的20脚与第三阻抗匹配电容C3的另一端、第二十六滤波电容C26的一端、第一阻抗匹配电感L1的另一端和第三阻抗匹配电感L3的一端连接，第二十五滤波电容C25的另一端与第二十六滤波电容C26的另一端接地连接，第二阻抗匹配电感L2的另一端与第十三阻抗匹配电容C13的一端连接，第十三阻抗匹配电容C13的另一端与第十二滤波电容C12的一端和50欧阻抗匹配天线接口的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端接地连接，第三阻抗匹配电感L3的另一端与第十五滤波电容C15的一端和第十四阻抗匹配电容C14的一端连接，第十五滤波电容C15的另一端接地连接，第十四阻抗匹配电容C14的另一端接地连接；
发送端数据存储电路包括存储芯片U2，第五电阻R5，第四电阻R4，第十一滤波电容C11，所述的存储芯片U2型号为25LC320；存储芯片U2的1脚与微控制器U1的13脚连接，存储芯片U2的2脚与微控制器U1的11脚连接，存储芯片U2的6脚与微控制器U1的12脚连接，存储芯片U2的5脚与微控制器U1的10脚连接，存储芯片U2的8脚与电源VCC、第四电阻R4一端和第十一滤波电容C11的一端连接，第五电阻R5的两端与存储芯片U2的3脚和4脚连接，存储芯片U2的4脚接地连接，第四电阻R4另一端与存储芯片U2的7脚连接，第十一滤波电容C11的另一端接地连接；
发送端调试接口电路包括5X2排针JP1，第一9X1排针J1，第二9X1排针J2，5X2排针JP1的1脚与微控制器U1的10脚连接，5X2排针JP1的2脚接电源，5X2排针JP1的5脚架空，5X2排针JP1的7脚与微控制器U1的12脚连接，5X2排针JP1的9脚与微控制器U1的11脚连接，5X2排针JP1的4脚、6脚、8脚、10脚均接地连接，第一9X1排针J1的1脚接电源，第一9X1排针J1的2脚与微控制器U1的32脚连接,第一9X1排针J1的3脚与微控制器U1的1脚连接,第一9X1排针J1的4脚与微控制器U1的2脚连接,第一9X1排针J1的5脚与微控制器U1的3脚连接,第一9X1排针J1的6脚与微控制器U1的6脚连接,第一9X1排针J1的7脚与微控制器U1的7脚连接,第一9X1排针J1的8脚与微控制器U1的8脚连接,第一9X1排针J1的9脚与微控制器U1的9脚连接,第二9X1排针J2的1脚接地，第二9X1排针J2的2脚与微控制器U1的13脚连接,第二9X1排针J2的
3脚与微控制器U1的12脚连接,第二9X1排针J2的4脚与微控制器U1的11脚连接,第二9X1排针J2的5脚与微控制器U1的10脚连接,第二9X1排针J2的6脚与微控制器U1的26脚连接,第二9X1排针J2的7脚与微控制器U1的27脚连接,第二9X1排针J2的
8脚与微控制器U1的28脚连接,第二9X1排针J2的9脚与微控制器U1的29脚连接；
温湿度传感器电路包括DHT22温湿度传感器P2，第十六上拉电阻R16，第十六上拉电阻R16的一端与DHT22温湿度传感器P2的2脚、微控制器U1的6脚连接相连，第十六上拉电阻R16的另一端与电源VCC、DHT22温湿度传感器P2的1脚连接，DHT22温湿度传感器P2的3脚架空，DHT22温湿度传感器P2的4脚接地；
发送端电源稳压电路包括USBJ3，单刀单掷开关S2，单刀双掷开关S1，保险丝F，第二十四滤波电解电容C24，第二十三滤波电容C23，普通二极管D3，稳压芯片U3，第二十一滤波电解电容C21，第二十二滤波电容C22，电池J5，所述的稳压芯片U3的型号为3.3V稳压芯片AMS1117，普通二极管D3的型号为1N4007，USBJ3第一引脚接地连接，USBJ3第二引脚与单刀单掷开关S2的一端连接，单刀单掷开关S2的另一端与保险丝F的一端连接，保险丝F的另一端与稳压芯片U3的1脚、第二十四滤波电解电容C24的正极以及第二十三滤波电容C23的一端连接，第二十四滤波电解电容C24的负极接地连接，第二十三滤波电容C23的另一端接地连接，稳压芯片U3的2脚与普通二极管D3的阳极连接，普通二极管D3的阴极接地连接，稳压芯片U3的3脚与第二十一滤波电解电容C21的正极、第二十二滤波电容C22的一端以及单刀双掷开关S1的一个接头连接，第二十一滤波电解电容C21负极接地连接，第二十二滤波电容C22的另一端接地连接，单刀双掷开关S1的另外一个接头与电池J5的正极连接，电池J5的负极接地连接，单刀双掷开关S1的活动端接电源VCC；
发送端LED接口电路包括第一发光二级管D1，第二发光二级管D2，第四发光二级管D4，第五发光二级管D5，第六发光二级管D6，第七限流电阻R7，第八限流电阻R8，第十一限流电阻R11，第十四限流电阻R14，第十五限流电阻R15，第一发光二级管D1的阳极与第二发光二级管D2的阳极连接并接电源VCC，第一发光二级管D1的阴极与第七限流电阻R7的一端连接，第七限流电阻R7的另一端与微控制器U1的1脚连接，第二发光二级管D2的阴极与第八限流电阻R8的一端连接，第八限流电阻R8的另一端与微控制器U1的2脚连接，第四发光二级管D4的阳极接电源VCC，第四发光二级管D4的阴极与第十一限流电阻R11的一端连接，第十一限流电阻R11的另一端接地连接，第五发光二级管D5的阳极与第六发光二级管D6的阳极连接并接电源VCC，第五发光二级管D5的阴极与第十四限流电阻R14的一端连接，第十四限流电阻R14的另一端与微控制器U1的7脚连接，第六发光二级管D6的阴极与第十五限流电阻R15的一端连接，第十五限流电阻R15的另一端与微控制器U1的8脚连接；
发送端蜂鸣器接口电路包括蜂鸣器U4，NPN三极管Q，第十三限流电阻R13，蜂鸣器U4的正极接电源VCC，蜂鸣器U4的负极与NPN三极管Q的集电极连接，NPN三极管Q的发射极接地，NPN三极管Q的基极与第十三限流电阻R13的一端连接，第十三限流电阻R13的另一端与微控制器U1的3脚连接；
继电器接口电路包括继电器K1，NPN三极管Q2，稳压二极管D7，第十七限流电阻R17，接线端子J6，接线端子J7，所述的稳压二极管的型号为1N4007；继电器的正极与稳压二极管D7的阴极连接并接电源VCC，继电器的负极与NPN三极管Q2的集电极和稳压二极管D7的阳极连接，NPN三极管Q2的发射极接地连接，NPN三极管Q2的基极与第十七限流电阻R17的一端连接，第十七限流电阻R17的另一端与微控制器U1的9脚连接,接线端子J6与继电器K1的两个开关的活动端连接，接线端子J7与继电器K1的两个开关的不动端连接。

一种超远距离无线传感器网络电路发送端\n技术领域\n[0001] 本发明属于无线技术领域，具体涉及到一种超远距离无线传感器网络电路发送端。\n背景技术\n[0002] 信息时代，通信技术的发展主要集中在宽带通信技术和无线通信技术两方面。\n[0003] 无线传感器网络技术（WSN, wireless sensor networks）是近年来发展起来的一种新型的网络通信技术。它是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它集成了传感器技术、计算机技术、通信技术等，能够实时感知、采集、传输和处理网络监控区域内各种环境和监测对象信息。无线传感器网络具有成本低、功耗小、易实现等特点，所以具有十分广阔的应用前景，可以应用于军事、环境、医疗健康、自动化生产等诸多领域。\n[0004] 具有感知能力、计算能力和通信能力的无线传感器网络综合了传感器技术、嵌人式计算技术、分布式信息处理技术和通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些信息进行处理，获得详尽而准确的信息，传送到需要这些信息的用户。\n[0005] WSN以最少的成本和最大的灵活性，连接任何有通信需求的终端设备，采集数据，发送指令。若把WSN各个传感器或执行单元设备视为“豆子”，将一把“豆子”(可能100粒，甚至上千粒)任意抛撒开，经过有限的“种植时间”，就可从某一粒“豆子”那里得到其他任何“豆子”的信息作为无线自组双向通信网络，传感网络能以最大的灵活性自动完成不规则分布的各种传感器与控制节点的组网，同时具有一定的移动能力和动态调整能力。\n[0006] 无线传感器网络是从传感器网络开始的，传感器网络经历了如图1所示的发展历程，第一代传感器网络出现在20世纪70年代，使用具有简单信息信号获取能力的传统传感器，采用点对点传输、连接传感控制器构成传感器网络；第二代传感器网络，具有获取多种信息信号的综合能力，采用串，并接口(如R8-232、RS-485)与传感控制器相联，构成有综合多种信息的传感器网络；第三代传感器网络出现在20世纪90年代后期和本世纪初，用具有智能获取多种信息信号的传感器，采用现场总线连接传感控制器，构成局域网络，成为智能化传感器网络；第四代传感器网络正在研究开发，目前成形并大量投入使用的产品还没有出现，用大量的具有多功能多信息信号获取能力的传感器，采用自组织无线接入网络，与传感器网络控制器连接，构成无线传感器网络。\n发明内容\n[0007] 本发明针对现有技术的不足，提出了一种超远距离无线传感器网络电路发送端。\n[0008] 本发明解决其技术问题所采取的具体技术方案是：\n[0009] 超远距离无线传感器网络电路包括接收端和若干个发送端，接收端包括接收端微控制器、接收端最小系统外围电路、接收端天线阻抗匹配电路、接收端数据存储电路、接收端调试接口电路、接收端电源稳压电路、接收端LED接口电路、接收端蜂鸣器接口电路、接收端RS232串行接口电路。发送端包括发送端微控制器、发送端最小系统外围电路、发送端天线阻抗匹配电路、发送端数据存储电路、发送端调试接口电路、温湿度传感器电路、发送端电源稳压电路、发送端LED接口电路、发送端蜂鸣器接口电路、继电器接口电路。当超远距离无线传感器网络发送端电路工作时，发送端微控制器通过不断的读取温湿度传感器的数据进行处理，然后通过阻抗天线发送出模拟数据信号，同时检测温湿度有无超出设定的范围，若有超出，则通过蜂鸣器进行报警。\n[0010] 所述的接收端微控制器和发送端微控器均采用Nordic VLSI公司的型号为nRF9E5的芯片。\n[0011] 发送端包括发送端微控制器、发送端最小系统外围电路、发送端天线阻抗匹配电路、发送端数据存储电路、发送端调试接口电路、温湿度传感器电路、发送端电源稳压电路、发送端LED接口电路、发送端蜂鸣器接口电路、继电器接口电路。\n[0012] 发送端最小系统外围电路包括外部提供的基准电流引脚AREF，微控制器U1，第一晶振匹配电阻R1，第二限流电阻R2，第三限流电阻R3，第一晶振匹配电容C1，第二晶振匹配电容C2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9，第十滤波电容C10，16MHZ无源晶振X1；所述的微控制器U1的型号为nRF9E5，外部提供的基准电流引脚AREF的一端与第三限流电阻R3的一端连接，第三限流电阻R3的另一端与第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、微控器U1的\n30脚连接，第九滤波电容C9的另一端与第十滤波电容C10的另一端接地，微控制器U1的4脚与第八滤波电容C8的一端连接并与电源VCC连接，微控制器U1的5脚与第八滤波电容C8的另一端连接并接地，微控制器U1的14脚与16MHZ无源晶振X1的一端、第一晶振匹配电阻R1的一端、第一晶振匹配电容C1的一端连接，微控制器U1的15脚与16MHZ无源晶振X1的另一端、第一晶振匹配电阻R1的另一端、第二晶振匹配电容C2的一端连接，第一晶振匹配电容C1的另一端接地连接，第二晶振匹配电容C2的另一端接地连接，微控制器U1的\n16脚与18脚、22脚、24脚、接地连接，微控制器U1的17脚与电源VCC连接，微控制器U1的\n19脚与第四滤波电容C4的一端连接，第四滤波电容C4的另一端接地连接，微控制器U1的\n23脚与第二限流电阻R2的一端连接，第二限流电阻R2的另一端接地连接，微控制器U1的\n25脚与电源VCC、第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端连接，第五滤波电容C5的另一端接地与第六滤波电容C6的另一端接地连接，微控制器U1的31脚与第七滤波电容C7的一端连接，第七滤波电容C7的另一端接地连接；\n[0013] 发送端天线阻抗匹配电路包括第三阻抗匹配电容C3，第一阻抗匹配电感L1，第二阻抗匹配电感L2，第三阻抗匹配电感L3，第十三阻抗匹配电容C13，第十四阻抗匹配电容C14，第二十五滤波电容C25，第二十六滤波电容C26，第十五滤波电容C15，第十二滤波电容C12，50欧阻抗匹配天线接口。微控制器U1的21脚与第三阻抗匹配电容C3的一端、第二十五滤波电容C25的一端、第一阻抗匹配电感L1的一端和第二阻抗匹配电感L2的一端连接，微控制器U1的20脚与第三阻抗匹配电容C3的另一端、第二十六滤波电容C26的一端、第一阻抗匹配电感L1的另一端和第三阻抗匹配电感L3的一端连接，第二十五滤波电容C25的另一端与第二十六滤波电容C26的另一端接地连接，第二阻抗匹配电感L2的另一端与第十三阻抗匹配电容C13的一端连接，第十三阻抗匹配电容C13的另一端与第十二滤波电容C12的一端和50欧阻抗匹配天线接口的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端接地连接，第三阻抗匹配电感L3的另一端与第十五滤波电容C15的一端和第十四阻抗匹配电容C14的一端连接，第十五滤波电容C15的另一端接地连接，第十四阻抗匹配电容C14的另一端接地连接；\n[0014] 发送端数据存储电路包括存储芯片U2，第五电阻R5，第四电阻R4，第十一滤波电容C11。所述的存储芯片U2型号为25LC320；存储芯片U2的1脚与微控制器U1的13脚连接，存储芯片U2的2脚与微控制器U1的11脚连接，存储芯片U2的6脚与微控制器U1的12脚连接，存储芯片U2的5脚与微控制器U1的10脚连接，存储芯片U2的8脚与电源VCC、第四电阻R4一端和第十一滤波电容C11的一端连接，第五电阻R5的两端与存储芯片U2的3脚和4脚连接，存储芯片U2的4脚接地连接，第四电阻R4另一端与存储芯片U2的\n7脚连接，第十一滤波电容C11的另一端接地连接；\n[0015] 发送端调试接口电路包括5X2排针JP1，第一9X1排针J1，第二9X1排针J2。5X2排针JP1的1脚与微控制器U1的10脚连接，5X2排针JP1的2脚接电源，5X2排针JP1的\n5脚架空，5X2排针JP1的7脚与微控制器U1的12脚连接，5X2排针JP1的9脚与微控制器U1的11脚连接，5X2排针JP1的4脚、6脚、8脚、10脚均接地连接。第一9X1排针J1的\n1脚接电源，第一9X1排针J1的2脚与微控制器U1的32脚连接, 第一9X1排针J1的3脚与微控制器U1的1脚连接, 第一9X1排针J1的4脚与微控制器U1的2脚连接, 第一\n9X1排针J1的5脚与微控制器U1的3脚连接, 第一9X1排针J1的6脚与微控制器U1的6脚连接, 第一9X1排针J1的7脚与微控制器U1的7脚连接, 第一9X1排针J1的8脚与微控制器U1的8脚连接, 第一9X1排针J1的9脚与微控制器U1的9脚连接, 第二9X1排针J2的1脚接地，第二9X1排针J2的2脚与微控制器U1的13脚连接,第二9X1排针J2的3脚与微控制器U1的12脚连接, 第二9X1排针J2的4脚与微控制器U1的11脚连接, 第二9X1排针J2的5脚与微控制器U1的10脚连接, 第二9X1排针J2的6脚与微控制器U1的26脚连接, 第二9X1排针J2的7脚与微控制器U1的27脚连接, 第二9X1排针J2的8脚与微控制器U1的28脚连接, 第二9X1排针J2的9脚与微控制器U1的29脚连接。\n[0016] 温湿度传感器电路包括DHT22温湿度传感器P2，第十六上拉电阻R16。第十六上拉电阻R16的一端与DHT22温湿度传感器P2的2脚、微控制器U1的6脚连接相连，第十六上拉电阻R16的另一端与电源VCC、DHT22温湿度传感器P2的1脚连接，DHT22温湿度传感器P2的3脚架空，DHT22温湿度传感器P2的4脚接地；\n[0017] 发送端电源稳压电路包括USBJ3，单刀单掷开关S2，单刀双掷开关S1，保险丝F，第二十四滤波电解电容C24，第二十三滤波电容C23，普通二极管D3，稳压芯片U3，第二十一滤波电解电容C21，第二十二滤波电容C22，电池J5。所述的稳压芯片U3的型号为3.3V稳压芯片AMS1117，普通二极管D3的型号为1N4007。USBJ3第一引脚接地连接，USBJ3第二引脚与单刀单掷开关S2的一端连接，单刀单掷开关S2的另一端与保险丝F的一端连接，保险丝F的另一端与稳压芯片U3的1脚、第二十四滤波电解电容C24的正极以及第二十三滤波电容C23的一端连接，第二十四滤波电解电容C24的负极接地连接，第二十三滤波电容C23的另一端接地连接，稳压芯片U3的2脚与普通二极管D3的阳极连接，普通二极管D3的阴极接地连接，稳压芯片U3的3脚与第二十一滤波电解电容C21的正极、第二十二滤波电容C22的一端以及单刀双掷开关S1的一个接头连接，第二十一滤波电解电容C21负极接地连接，第二十二滤波电容C22的另一端接地连接，单刀双掷开关S1的另外一个接头与电池J5的正极连接，电池J5的负极接地连接，单刀双掷开关S1的活动端接电源VCC；\n[0018] 发送端LED接口电路包括第一发光二级管D1，第二发光二级管D2，第四发光二级管D4，第五发光二级管D5，第六发光二级管D6，第七限流电阻R7，第八限流电阻R8，第十一限流电阻R11，第十四限流电阻R14，第十五限流电阻R15。第一发光二级管D1的阳极与第二发光二级管D2的阳极连接并接电源VCC，第一发光二级管D1的阴极与第七限流电阻R7的一端连接，第七限流电阻R7的另一端与微控制器U1的1脚连接，第二发光二级管D2的阴极与第八限流电阻R8的一端连接，第八限流电阻R8的另一端与微控制器U1的2脚连接，第四发光二级管D4的阳极接电源VCC，第四发光二级管D4的阴极与第十一限流电阻R11的一端连接，第十一限流电阻R11的另一端接地连接，第五发光二级管D5的阳极与第六发光二级管D6的阳极连接并接电源VCC，第五发光二级管D5的阴极与第十四限流电阻R14的一端连接，第十四限流电阻R14的另一端与微控制器U1的7脚连接，第六发光二级管D6的阴极与第十五限流电阻R15的一端连接，第十五限流电阻R15的另一端与微控制器U1的8脚连接；\n[0019] 发送端蜂鸣器接口电路包括蜂鸣器U4，NPN三极管Q，第十三限流电阻R13。蜂鸣器U4的正极接电源VCC，蜂鸣器U4的负极与NPN三极管Q的集电极连接，NPN三极管Q的发射极接地，NPN三极管Q的基极与第十三限流电阻R13的一端连接，第十三限流电阻R13的另一端与微控制器U1的3脚连接；\n[0020] 继电器接口电路包括继电器K1，NPN三极管Q2，稳压二极管D7，第十七限流电阻R17，接线端子J6，接线端子J7。所述的稳压二极管的型号为1N4007；继电器的正极与稳压二极管D7的阴极连接并接电源VCC，继电器的负极与NPN三极管Q2的集电极和稳压二极管D7的阳极连接，NPN三极管Q2的发射极接地连接，NPN三极管Q2的基极与第十七限流电阻R17的一端连接，第十七限流电阻R17的另一端与微控制器U1的9脚连接,接线端子J6与继电器K1的两个开关的活动端连接，接线端子J7与继电器K1的两个开关的不动端连接。\n[0021] 本发明所具有的有益效果：\n[0022] （1）针对性强，专门用于远距离无线传感器通信网络；\n[0023] （2）采用增强型51内核的嵌入微处理器430/868/915MHz三段单片无线收发芯片 ，成本低，性能好；\n[0024] （3）超低功耗，可电池供电。\n附图说明\n[0025] 图1为无线传感器网络的发展历史；\n[0026] 图2为完整超远距离无线传感器网络的结构示意图；\n[0027] 图3为本发明的电路模块示意图；\n[0028] 图4为发送端最小系统外围电路的电路示意图；\n[0029] 图5为发送端天线阻抗匹配电路的电路示意图；\n[0030] 图6为发送端数据存储电路的电路示意图；\n[0031] 图7为发送端调试接口电路的电路示意图；\n[0032] 图8为温湿度传感器电路的电路示意图；\n[0033] 图9为发送端电源稳压电路的电路示意图；\n[0034] 图10为发送端LED接口电路的电路示意图；\n[0035] 图11为发送端蜂鸣器接口电路的电路示意图；\n[0036] 图12为继电器接口电路的电路示意图。\n具体实施方式\n[0037] 以下结合附图对本发明作进一步说明。\n[0038] 如图2所示，完整的超远距离无线传感器网络电路包括接收端和多个发送端，接收端包括接收端微控制器1-9、接收端最小系统外围电路1-1、接收端天线阻抗匹配电路\n1-2、接收端数据存储电路1-3、接收端调试接口电路1-4、接收端电源稳压电路1-5、接收端LED接口电路1-6、接收端蜂鸣器接口电路1-7、接收端RS232串行接口电路1-8。发送端包括发送端微控制器2-10、发送端最小系统外围电路2-1、发送端天线阻抗匹配电路2-2、发送端数据存储电路2-3、发送端调试接口电路2-4、温湿度传感器电路2-5、发送端电源稳压电路2-6、发送端LED接口电路2-7、发送端蜂鸣器接口电路2-8、继电器接口电路2-9。当超远距离无线传感器网络发送端电路工作时，发送端微控制器通过不断的读取温湿度传感器的数据进行处理，然后通过阻抗天线发送出模拟数据信号，同时检测温湿度有无超出设定的范围，若有超出，则通过蜂鸣器进行报警。\n[0039] 所述的接收端微控制器和发送端微控器均采用Nordic VLSI公司的型号为nRF9E5的芯片。\n[0040] 如图3所示，发送端包括发送端微控制器2-10、发送端最小系统外围电路2-1、发送端天线阻抗匹配电路2-2、发送端数据存储电路2-3、发送端调试接口电路2-4、温湿度传感器电路2-5、发送端电源稳压电路2-6、发送端LED接口电路2-7、发送端蜂鸣器接口电路\n2-8、继电器接口电路2-9。\n[0041] 如图4所示，发送端最小系统外围电路1-1包括外部提供的基准电流引脚AREF，微控制器U1，第一晶振匹配电阻R1，第二限流电阻R2，第三限流电阻R3，第一晶振匹配电容C1，第二晶振匹配电容C2，第四滤波电容C4，第五滤波电容C5，第六滤波电容C6，第七滤波电容C7，第八滤波电容C8，第九滤波电容C9，第十滤波电容C10，16MHZ无源晶振X1；所述的微控制器U1的型号为nRF9E5，外部提供的基准电流引脚AREF的一端与第三限流电阻R3的一端连接，第三限流电阻R3的另一端与第九滤波电容C9的一端、第十滤波电容C10的一端、微控器U1的30脚连接，第九滤波电容C9的另一端与第十滤波电容C10的另一端接地，微控制器U1的4脚与第八滤波电容C8的一端连接并与电源VCC连接，微控制器U1的5脚与第八滤波电容C8的另一端连接并接地，微控制器U1的14脚与16MHZ无源晶振X1的一端、第一晶振匹配电阻R1的一端、第一晶振匹配电容C1的一端连接，微控制器U1的15脚与16MHZ无源晶振X1的另一端、第一晶振匹配电阻R1的另一端、第二晶振匹配电容C2的一端连接，第一晶振匹配电容C1的另一端接地连接，第二晶振匹配电容C2的另一端接地连接，微控制器U1的16脚与18脚、22脚、24脚、接地连接，微控制器U1的17脚与电源VCC连接，微控制器U1的19脚与第四滤波电容C4的一端连接，第四滤波电容C4的另一端接地连接，微控制器U1的23脚与第二限流电阻R2的一端连接，第二限流电阻R2的另一端接地连接，微控制器U1的25脚与电源VCC、第五滤波电容C5的一端、第六滤波电容C6的一端连接，第五滤波电容C5的另一端接地与第六滤波电容C6的另一端接地连接，微控制器U1的\n31脚与第七滤波电容C7的一端连接，第七滤波电容C7的另一端接地连接；\n[0042] 微控制器U1通过不断从微控制器U1的6脚通过温湿度传感器读出温湿度数据，然后经过数据处理后从微控制器U1的模拟天线输出口20脚、21脚输出模拟数字信号，经过接收端天线阻抗匹配电路1-2经由50欧阻抗天线接口发送出温湿度数据。\n[0043] 如图5所示，发送端天线阻抗匹配电路1-2包括第三阻抗匹配电容C3，第一阻抗匹配电感L1，第二阻抗匹配电感L2，第三阻抗匹配电感L3，第十三阻抗匹配电容C13，第十四阻抗匹配电容C14，第二十五滤波电容C25，第二十六滤波电容C26，第十五滤波电容C15，第十二滤波电容C12，50欧阻抗匹配天线接口。微控制器U1的21脚与第三阻抗匹配电容C3的一端、第二十五滤波电容C25的一端、第一阻抗匹配电感L1的一端和第二阻抗匹配电感L2的一端连接，微控制器U1的20脚与第三阻抗匹配电容C3的另一端、第二十六滤波电容C26的一端、第一阻抗匹配电感L1的另一端和第三阻抗匹配电感L3的一端连接，第二十五滤波电容C25的另一端与第二十六滤波电容C26的另一端接地连接，第二阻抗匹配电感L2的另一端与第十三阻抗匹配电容C13的一端连接，第十三阻抗匹配电容C13的另一端与第十二滤波电容C12的一端和50欧阻抗匹配天线接口的一端连接，第十二滤波电容C12的另一端接地连接，第三阻抗匹配电感L3的另一端与第十五滤波电容C15的一端和第十四阻抗匹配电容C14的一端连接，第十五滤波电容C15的另一端接地连接，第十四阻抗匹配电容C14的另一端接地连接；\n[0044] 如图6所示，发送端数据存储电路1-3包括存储芯片U2，第五电阻R5，第四电阻R4，第十一滤波电容C11。所述的存储芯片U2型号为25LC320；存储芯片U2的1脚与微控制器U1的13脚连接，存储芯片U2的2脚与微控制器U1的11脚连接，存储芯片U2的6脚与微控制器U1的12脚连接，存储芯片U2的5脚与微控制器U1的10脚连接，存储芯片U2的8脚与电源VCC、第四电阻R4一端和第十一滤波电容C11的一端连接，第五电阻R5的两端与存储芯片U2的3脚和4脚连接，存储芯片U2的4脚接地连接，第四电阻R4另一端与存储芯片U2的7脚连接，第十一滤波电容C11的另一端接地连接；接收端数据存储电路1-3遵循SPI协议，用于存储接收端微控制器的程序。\n[0045] 如图7所示，发送端调试接口电路1-4包括5X2排针JP1，第一9X1排针J1，第二\n9X1排针J2。5X2排针JP1的1脚与微控制器U1的10脚连接，5X2排针JP1的2脚接电源，\n5X2排针JP1的5脚架空，5X2排针JP1的7脚与微控制器U1的12脚连接，5X2排针JP1的\n9脚与微控制器U1的11脚连接，5X2排针JP1的4脚、6脚、8脚、10脚均接地连接。第一\n9X1排针J1的1脚接电源，第一9X1排针J1的2脚与微控制器U1的32脚连接, 第一9X1排针J1的3脚与微控制器U1的1脚连接, 第一9X1排针J1的4脚与微控制器U1的2脚连接, 第一9X1排针J1的5脚与微控制器U1的3脚连接, 第一9X1排针J1的6脚与微控制器U1的6脚连接, 第一9X1排针J1的7脚与微控制器U1的7脚连接, 第一9X1排针J1的8脚与微控制器U1的8脚连接, 第一9X1排针J1的9脚与微控制器U1的9脚连接, 第二9X1排针J2的1脚接地，第二9X1排针J2的2脚与微控制器U1的13脚连接, 第二9X1排针J2的3脚与微控制器U1的12脚连接, 第二9X1排针J2的4脚与微控制器U1的11脚连接, 第二9X1排针J2的5脚与微控制器U1的10脚连接, 第二9X1排针J2的6脚与微控制器U1的26脚连接, 第二9X1排针J2的7脚与微控制器U1的27脚连接, 第二9X1排针J2的8脚与微控制器U1的28脚连接, 第二9X1排针J2的9脚与微控制器U1的29脚连接。接收端调试接口电路1-4采用了JTAG的接口，便于仿真调试，同时把接收端微控制器的所有可用引脚都引出，便于硬件调试。\n[0046] 如图8所示，温湿度传感器电路2-5包括DHT22温湿度传感器P2，第十六上拉电阻R16。第十六上拉电阻R16的一端与DHT22温湿度传感器P2的2脚、微控制器U1的6脚连接相连，第十六上拉电阻R16的另一端与电源VCC、DHT22温湿度传感器P2的1脚连接，DHT22温湿度传感器P2的3脚架空，DHT22温湿度传感器P2的4脚接地；DHT22温湿度传感器P2采用单总线协议，微控制器U1和DHT22只通过微控制器U1的6脚相连。\n[0047] 如图9所示，发送端电源稳压电路1-5包括USBJ3，单刀单掷开关S2，单刀双掷开关S1，保险丝F，第二十四滤波电解电容C24，第二十三滤波电容C23，普通二极管D3，稳压芯片U3，第二十一滤波电解电容C21，第二十二滤波电容C22，电池J5。所述的稳压芯片U3的型号为3.3V稳压芯片AMS1117，普通二极管D3的型号为1N4007。USBJ3第一引脚接地连接，USBJ3第二引脚与单刀单掷开关S2的一端连接，单刀单掷开关S2的另一端与保险丝F的一端连接，保险丝F的另一端与稳压芯片U3的1脚、第二十四滤波电解电容C24的正极以及第二十三滤波电容C23的一端连接，第二十四滤波电解电容C24的负极接地连接，第二十三滤波电容C23的另一端接地连接，稳压芯片U3的2脚与普通二极管D3的阳极连接，普通二极管D3的阴极接地连接，稳压芯片U3的3脚与第二十一滤波电解电容C21的正极、第二十二滤波电容C22的一端以及单刀双掷开关S1的一个接头连接，第二十一滤波电解电容C21负极接地连接，第二十二滤波电容C22的另一端接地连接，单刀双掷开关S1的另外一个接头与电池J5的正极连接，电池J5的负极接地连接，单刀双掷开关S1的活动端接电源VCC；稳压芯片U3把USB口的5V电压转化为稳定的3.3V电压输出给微控制器U1，同时本电路也提供电池J5供给3.3V的电压。\n[0048] 如图10所示，发送端LED接口电路1-6包括第一发光二级管D1，第二发光二级管D2，第四发光二级管D4，第五发光二级管D5，第六发光二级管D6，第七限流电阻R7，第八限流电阻R8，第十一限流电阻R11，第十四限流电阻R14，第十五限流电阻R15。第一发光二级管D1的阳极与第二发光二级管D2的阳极连接并接电源VCC，第一发光二级管D1的阴极与第七限流电阻R7的一端连接，第七限流电阻R7的另一端与微控制器U1的1脚连接，第二发光二级管D2的阴极与第八限流电阻R8的一端连接，第八限流电阻R8的另一端与微控制器U1的2脚连接，第四发光二级管D4的阳极接电源VCC，第四发光二级管D4的阴极与第十一限流电阻R11的一端连接，第十一限流电阻R11的另一端接地连接，第五发光二级管D5的阳极与第六发光二级管D6的阳极连接并接电源VCC，第五发光二级管D5的阴极与第十四限流电阻R14的一端连接，第十四限流电阻R14的另一端与微控制器U1的7脚连接，第六发光二级管D6的阴极与第十五限流电阻R15的一端连接，第十五限流电阻R15的另一端与微控制器U1的8脚连接；\n[0049] 如图11所示，发送端蜂鸣器接口电路1-7包括蜂鸣器U4，NPN三极管Q，第十三限流电阻R13。蜂鸣器U4的正极接电源VCC，蜂鸣器U4的负极与NPN三极管Q的集电极连接，NPN三极管Q的发射极接地，NPN三极管Q的基极与第十三限流电阻R13的一端连接，第十三限流电阻R13的另一端与微控制器U1的3脚连接；\n[0050] 如图12所示，继电器接口电路2-9包括继电器K1，NPN三极管Q2，稳压二极管D7，第十七限流电阻R17，接线端子J6，接线端子J7。所述的稳压二极管的型号为1N4007；继电器的正极与稳压二极管D7的阴极连接并接电源VCC，继电器的负极与NPN三极管Q2的集电极和稳压二极管D7的阳极连接，NPN三极管Q2的发射极接地连接，NPN三极管Q2的基极与第十七限流电阻R17的一端连接，第十七限流电阻R17的另一端与微控制器U1的9脚连接,接线端子J6与继电器K1的两个开关的活动端连接，接线端子J7与继电器K1的两个开关的不动端连接。\n[0051] 本发明的工作过程为：单刀单掷开关S2闭合并且单刀双掷开关掷向3.3V稳压芯片U3的一端时，电源VCC开始给发送端微控制器、发送端数据存储芯片、发送端温湿度传感器、发送端发光二极管、发送端蜂鸣器、发送端继电器供电。发送端微控制器U1上电，同时发送端发光二极管D4发光，指示上电成功，发送端微控制器U1中程序开始运行。发送端微控制器内部模块初始化完成后，发送端微控制器通过每隔一定时间遵从单总线协议从发送端温湿度传感器读出可表示温湿度的16位数据，然后进行处理，得出实际温湿度值，然后与可设定的温湿度临界值比较，当温湿度超出额定数值设定范围时，发送端微控制器控制蜂鸣器进行报警，然后以模拟信号从模拟天线引脚送出数据，经过阻抗匹配电路通过阻抗匹配天线发送出有用模拟数据，与此同时，发送端微控制器不断接收从接收端微控制器发出的有用的模拟信号并进行数据转换，当所转换出的数据满足一定的协议时，发送端微控制器根据这些有用数据相应的控制发送端继电器的闭合断开达到控制温湿度的效果。