一种基于ZIGBEE网络的通用型智能交通电路系统.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410709781.1 (22)申请日 2014.11.27 G05B 19/042(2006.01) (71)申请人 惠州学院 地址 516000 广东省惠州市惠城区河南岸马 庄冷水坑 (72)发明人 陈治明 罗中良 蔡昭权 曹建忠 黄华春 (74)专利代理机构 北京中济纬天专利代理有限 公司 11429 代理人 周义刚 (54) 发明名称 一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通电 路系统 (57) 摘要 本发明实施例公开了一种基于 Zigbee 网络 的通用型智能交通电路系统， 涉及物联网技术领 域， 其中， 所述系统包括

2、 ： CC2530 核心板插座模 块、 Debug接口模块、 +5V和+3.3V电源供电接口模 块、 USB 接口模块、 电池接口模块、 复位按键模块、 串口接口模块以及供电电源选择和电源开关电路 模块。 本发明实施例中的方案将CC2530芯片中的 管脚引出， 同时提供了接口、 外围驱动电路、 按键 和 LED 提示灯等输入输出设备， 使用者只需要将 传感器或其他模块按照接口接入电路中， 即可进 行物联网的开发， 而不必添加其他电路， 极大加速 使用者的开发进程。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 附图7页 (10)

3、申请公布号 CN 104503307 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104503307 A 1/2 页 2 1.一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通电路系统， 其特征在于， 优选的， 所述系统 包括 ： CC2530 核心板插座模块 ： 所述 CC2530 核心板插座模块上的插座用于连接 CC2530 芯 片， 将 CC2530 芯片中的引脚引出 ； Debug 接口模块 ： 所述 Debug 接口模块中包括调试器 CC Debugger， 用于实现程序的下 载、 在线调试以及 Zigbee 协议栈功能分析 ； +5V 和 +3.3V 电源供电接口模块 ： 用于提

4、供 +5V 和 +3.3V 供电， 为接入所述通用型智能 交通电路系统中的其他电路模块供电 ； USB 接口模块 ： 所述 USB 接口模块中的 USB 接口中的 USB+5V 接入 +3.3V 稳压电路， 稳 压后的 +3.3V 对 CC2530 芯片进行供电， USB_DM 和 USB_DP 与 USB 通讯模块相连， 实现电脑 与 CC2530 芯片的串口通信 ； 电池接口模块 ： 用于提供 +7.2V 锂电池的供电接口 ； 复位按键模块 ： 所述复位按键模块上的按键一端连接 CC2530 芯片的 Reset 管脚， 另一 端连接 GND， 当按键按下时， 使 Reset 管脚置低电平，

5、 复位系统 ； 串口接口模块 ： 用于将 CC2530 芯片中的 RX 和 TX 引出， 便于调用 CC2530 芯片的串口， 将两个通用电路的串口接口直接相连， 可完成两片 CC2530 芯片的串口通讯而不必添加其 他接口电路 ； 供电电源选择和电源开关电路模块 ： 用于供系统选择供电方式以及控制系统整体电源 的开关， 其中， 所述供电方式包括 USB 供电方式及电池供电方式。 2.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： 按键电路模块 ： 所述按键电路模块包括 4*2 的排针， 所述排针可用短接帽短接， 当用短 接帽短接时， 对应的按键与 CC2530 芯片的 I/

6、O 引脚相连。 3.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： CC2530I/O 口模块 ： 用于引出 CC2530 芯片的 I/O 接口， 便于用户对 CC2530 芯片的 I/O 的使用。 4.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： LED 电路模块 ： 所述 LED 电路模块包括 8*2 的排针， 所述排针可用短接帽短接， 当用短 接帽短接时， 对应的 LED 与 CC2530 芯片的 I/O 引脚相连。 5.根据权利要求 4 所述的系统， 其特征在于 ： 在所述排针和 LED 之间设置限流电阻， 防止电流过大将 LED 烧毁。 6.根据

7、权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： 电源指示灯模块 ： 所述电源指示灯模块用于指示电源的工作状态。 7.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 USB 通信电路模块， 用于 进行 RS232-USB 接口的转换， 所述 USB 通信电路模块具体包括 ： 滤波电容， 用于对电源进行滤波 ； 匹配电阻， 防止信号过冲和振铃， 从而保证 USB 信号的阻抗匹配与完整性 ； 上拉电阻， 保证 USB 的 D+ 信号的高电平稳定性。 8.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： +5V 稳压电路模块 ： 所述 +5V 稳压电路模块包

8、括 LM2490 及稳压电容， 所述稳压电容用 权 利 要 求 书 CN 104503307 A 2 2/2 页 3 于防止因输入电压大幅度变动或瞬变脉冲、 输出负载突变导致的电压波动。 9.根据权利要求 1 所述的系统， 其特征在于， 所述系统还包括 ： +3.3V 稳压电路模块 ： 所述 +3.3V 稳压电路模块包括 LM1117， 用于输出 +3.3V 稳定电 压。 权 利 要 求 书 CN 104503307 A 3 1/5 页 4 一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通电路系统 技术领域 0001 本发明涉及物联网技术领域， 特别涉及一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通

9、 电路系统。 背景技术 0002 物联网技术是在互联网技术基础上的延伸和拓展的一种网络技术， 其用户端延伸 和拓展到了任何物品和物品之间， 进行信息交换和通讯。 物联网技术通过射频识别(RFID)、 红外感应器、 全球定位系统、 激光扫描器等信息传感设备， 按约定的协议， 将任何物品与互 联网相接， 进行信息交换和通讯， 已实现智能识别、 定位、 追踪、 监控和管理的一种网络技 术。 0003 CC2530 芯片是基于 2.4-GHz IEEE 802.15.4、 ZigBee 和 RF4CE 应用的片上系统 (SoC)， 广泛用于在组建由Zigbee网络、 有源RFID和各种传感器构成的智能

10、物联网， 如智能 建筑、 文物保护和数字博物馆、 数字图书馆和数字档案馆、 智能交通等等。 0004 本申请为通用型智能交通电路系统， 将 CC2530 芯片中的管脚引出， 同时提供各种 接口以及各种外围驱动电路， 而且还提供按键和 LED 提示灯等输入输出设备， 使用者只需 要将传感器或其他模块按照接口接入电路中， 即可进行物联网的开发， 而不必添加其他电 路， 极大加速使用者的开发进程。 发明内容 0005 本发明实施例公开了一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通电路系统， 用以对 车辆信息进行智能预测和控制， 能够提高使用者的开发进程， 提高开发效率。 0006 为达到上述目的，

11、本发明实施例公开了一种一种基于 Zigbee 网络的通用型智能 交通电路系统， 所述系统包括 ： 0007 CC2530 核心板插座模块 ： 所述 CC2530 核心板插座模块上的插座用于连接 CC2530 芯片， 将 CC2530 芯片中的引脚引出 ； 0008 Debug 接口模块 ： 所述 Debug 接口模块中包括调试器 CC Debugger， 用于实现程序 的下载、 在线调试以及 Zigbee 协议栈功能分析 ； 0009 +5V 和 +3.3V 电源供电接口模块 ： 用于提供 +5V 和 +3.3V 供电， 为接入所述通用型 智能交通电路系统中的其他电路模块供电 ； 0010 U

12、SB接口模块 ： 所述USB接口模块中的USB接口中的USB+5V接入+3.3V稳压电路， 稳压后的 +3.3V 对 CC2530 芯片进行供电， USB_DM 和 USB_DP 与 USB 通讯模块相连， 实现电 脑与 CC2530 芯片的串口通信 ； 0011 电池接口模块 ： 用于提供 +7.2V 锂电池的供电接口 ； 0012 复位按键模块 ： 所述复位按键模块上的按键一端连接 CC2530 芯片的 Reset 管脚， 另一端连接 GND， 当按键按下时， 使 Reset 管脚置低电平， 复位系统 ； 0013 串口接口模块 ： 用于将 CC2530 芯片中的 RX 和 TX 引出，

13、便于调用 CC2530 芯片的串 说 明 书 CN 104503307 A 4 2/5 页 5 口， 将两个通用电路的串口接口直接相连， 可完成两片 CC2530 芯片的串口通讯而不必添加 其他接口电路 ； 0014 供电电源选择和电源开关电路模块 ： 用于供系统选择供电方式以及控制系统整体 电源的开关， 其中， 所述供电方式包括 USB 供电方式及电池供电方式。 0015 可选的， 所述系统还包括 ： 0016 按键电路模块 ： 所述按键电路模块包括 4*2 的排针， 所述排针可用短接帽短接， 当 用短接帽短接时， 对应的按键与 CC2530 芯片的 I/O 引脚相连。 0017 可选的，

14、所述系统还包括 ： 0018 CC2530 I/O 口模块 ： 用于引出 CC2530 芯片的 I/O 接口， 便于用户对 CC2530 芯片 的 I/O 的使用。 0019 可选的， 所述系统还包括 ： 0020 LED 电路模块 ： 所述 LED 电路模块包括 8*2 的排针， 所述排针可用短接帽短接， 当 用短接帽短接时， 对应的 LED 与 CC2530 芯片的 I/O 引脚相连。 0021 可选的， 在所述排针和 LED 之间设置限流电阻， 防止电流过大将 LED 烧毁。 0022 可选的， 所述系统还包括 ： 0023 电源指示灯模块 ： 所述电源指示灯模块用于指示电源的工作状态。

15、 0024 可选的， 所述系统还包括 USB 通信电路模块， 用于进行 RS232-USB 接口的转换， 所 述 USB 通信电路模块具体包括 ： 0025 滤波电容， 用于对电源进行滤波 ； 0026 匹配电阻， 防止信号过冲和振铃， 从而保证 USB 信号的阻抗匹配与完整性 ； 0027 上拉电阻， 保证 USB 的 D+ 信号的高电平稳定性。 0028 可选的， 所述系统还包括 ： 0029 +5V 稳压电路模块 ： 所述 +5V 稳压电路模块包括 LM2490 及稳压电容， 所述稳压电 容用于防止因输入电压大幅度变动或瞬变脉冲、 输出负载突变导致的电压波动。 0030 可选的， 所述系

16、统还包括 ： 0031 +3.3V稳压电路模块 ： 所述+3.3V稳压电路模块包括LM1117， 用于输出+3.3V稳定 电压。 0032 本发明实施例中， 通用型智能交通电路系统包括 ： CC2530 核心板插座模块、 Debug 接口模块、 +5V和+3.3V电源供电接口模块、 USB接口模块、 电池接口模块、 复位按键模块、 串 口接口模块以及供电电源选择和电源开关电路模块。本发明实施例中的方案将 CC2530 芯 片中的管脚引出， 同时提供了接口、 外围驱动电路、 按键和 LED 提示灯等输入输出设备， 使 用者只需要将传感器或其他模块按照接口接入电路中， 即可进行物联网的开发， 而不

17、必添 加其他电路， 极大加速使用者的开发进程。 附图说明 0033 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案， 下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍， 显而易见地， 下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下， 还可以 根据这些附图获得其他的附图。 说 明 书 CN 104503307 A 5 3/5 页 6 0034 图 1 为本发明实施例所提供的一种基于 Zigbee 网络的通用型智能交通电路系统 框架图 ； 0035 图 2 为本发明实施例所提供的 CC2530 核心板插座电路图 ； 0036

18、图 3 为本发明实施例所提供的 Debug 接口电路图 ； 0037 图 4 为本发明实施例所提供的 USB 接口电路图 ； 0038 图 5 为本发明实施例所提供的电池接口电路图 ； 0039 图 6 为本发明实施例所提供的电源指示灯电路图 ； 0040 图 7 为本发明实施例所提供的复位按键电路图 ； 0041 图 8 为本发明实施例所提供的按键电路图 ； 0042 图 9 为本发明实施例所提供的 CC2530 I/O 口电路图 ； 0043 图 10 为本发明实施例所提供的串口接口电路图 ； 0044 图 11 为本发明实施例所提供的 +5V 和 +3.3V 电源供电接口电路图 ； 00

19、45 图 12 为本发明实施例所提供的供电电源选择和电源开关电路图 ； 0046 图 13 为本发明实施例所提供的 +5V 稳压电路图 ； 0047 图 14 为本发明实施例所提供的 +3.3V 稳压电路图 ； 0048 图 15 为本发明实施例所提供的 LED 电路图 ； 0049 图 16 为本发明实施例所提供的 USB 通信电路。 具体实施方式 0050 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的

20、所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0051 如图 1 所示， 系统包括 CC2530 核心板插座模块、 Debug 接口模块、 +5V 和 +3.3V 电 源供电接口模块、 USB 接口模块、 电池接口模块、 复位按键模块、 串口接口模块以及供电电源 选择和电源开关电路模块， 除此之外， 系统还可以包括其他模块 ( 图 1 中未示出 ) ： 按键电 路模块、 CC2530 I/O 口模块、 LED 电路模块、 电源指示灯模块、 USB 通信电路模块、 +5V 稳压 电路模块、 +3.3V 稳压电路模块。 0052 CC2530 核心板插座模块， 如说明书附图图 2 所示， 此插座用

21、于连接 CC2530 核心板 模块， 将 CC2530 芯片中的 VCC、 GND、 I/O 等引脚引出， 方便对芯片中 I/O 引脚的使用以及对 芯片的供电等。 0053 Debug 接口模块， 如说明书附图图 3 所示， Debug 接口基于 TI 公司为 CC 系列芯片 而设计的调试器的CC Debugger， 接口的管脚与CC Debuger的管脚兼容， 将调试器直接插入 接口中， 可以实现程序的下载、 在线调试以及 Zigbee 协议栈功能分析。 0054 USB 接口模块， 如说明书附图图 4 所示， 接口中 USB+5V 接入 +3.3V 稳压电路， 稳压 后的 +3.3V 可以

22、对 CC2530 进行供电。USB_DM 和 USB_DP 与 USB 通讯模块相连， 实现电脑与 CC2530 的串口通信。 0055 电池接口模块， 如说明书附图图 5 所示， 提供 +7.2V 锂电池的供电接口， 提高电路 系统的便携性。 说 明 书 CN 104503307 A 6 4/5 页 7 0056 电源指示灯模块， 如说明书附图图 6 所示， 电阻 R16 的作用为限制电流， 防止电流 过大而烧毁 LED0。 0057 复位按键模块， 如说明书附图图 7 所示， 按键一端连接 CC2530 的 Reset 管脚， 另一 端连接 GND， 当按键按下时， 使 Reset 管脚置

23、低电平， 复位系统。 0058 按键电路模块， 如说明书附图图 8 所示， 图中的 P1 为 4*2 的排针， 可以用短接帽短 接， 当用短接帽短接时， 对应的按键与CC2530的I/O引脚相连， 不使用的按键可以将短接帽 去除， 方便按键的使用并且提高 I/O 管脚使用的灵活性。图中的 R1 R4 电阻为上拉电阻。 0059 CC2530 I/O 口模块， 如说明书附图图 9 所示， 用于引出 CC2530 的 I/O 接口 P1 和 P2， 便于用户对 CC2530 的 I/O 的使用。 0060 串口接口模块， 如说明书附图图 10 所示， 将 CC2530 中的 RX 和 TX 引出，

24、 便于调用 CC2530 的串口， 并且将两个通用电路的串口接口直接相连， 即可完成两片 CC2530 的串口通 讯而不必添加其他接口电路。 0061 +5V 和 +3.3V 电源供电接口模块， 如说明书附图图 11 所示， 提供 +5V 和 +3.3V 供 电， 便于接入此通用型电路中的其他电路模块的供电。 0062 供电电源选择和电源开关电路模块， 如说明书附图图 12 所示， 供电电源可以选择 USB 供电或者电池供电， 电源开关为电路的总电源开关。 0063 +5V 稳压电路模块， 如说明书附图图 13 所示， LM2490 为低压差的线性稳压集成电 路， 特点是电路相对简单， 且精度

25、高， 纹波系数小， 适合于对电压要求比较高的精密电源。 电 容 C8、 电容 C5 的作用为防止输入电压大幅度变动或瞬变脉冲， 输出负载突变等导致稳定的 电压波动。 0064 +3.3V 稳压电路模块， 如说明书附图图 14 所示， LM1117 与 LM2940 一样为低压差的 线性稳压集成电路， 电容 C6 和电容 C7 的作用同样为了防止电压的波动。 0065 LED 电路模块， 如说明书附图图 15 所示， 图中的 P11 为 8*2 的排针， 可以用短接帽 短接， 当用短接帽短接时， 对应的 LED 与 CC2530 的 I/O 引脚相连， 不使用的 LED 可以将短接 帽去除， 断

26、开与 CC2530 的连接， 电阻 R8 至电阻 R15 的作用为限制电流的大小， 防止电流过 大将 LED 烧毁， LED 电路的用于提示系统的工作状态。 0066 USB 通信电路模块， 如说明书附图图 16 所示， USB 通信电路模块实际为 RS232-USB 接口转换电路， 图中C3电容作用是对电源进行滤波。 R5和R6电阻防止信号过冲和振铃， 从 而保证 USB 信号的阻抗匹配与完整性。R7 为上拉电阻， 保证 USB 的 D+ 信号的高电平稳定 性。 0067 需要说明的是， 在本文中， 诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者操作与另一个实体或操作区分开来， 而不

27、一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下， 由语句 “包括一个” 限定的要素， 并不排除 在包括所述要素的过程、 方法、 物品或者设备中还存在另外的相同要素。 0068 本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可 以通过程序来指令相关的硬件来完成， 所述的程序可以存储于

28、计算机可读取存储介质中， 说 明 书 CN 104503307 A 7 5/5 页 8 这里所称得的存储介质， 如 ： ROM/RAM、 磁碟、 光盘等。 0069 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已， 并非用于限定本发明的保护范围。凡在 本发明的精神和原则之内所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均包含在本发明的保护范围 内。 说 明 书 CN 104503307 A 8 1/7 页 9 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 9 2/7 页 10 图 3 图 4 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 10 3/7 页 11 图 7 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 11 4/7 页 12 图 10 图 11 图 12 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 12 5/7 页 13 图 13 图 14 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 13 6/7 页 14 图 15 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 14 7/7 页 15 图 16 说 明 书 附 图 CN 104503307 A 15