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1、(10)申请公布号 CN 103002474 A (43)申请公布日 2013.03.27 C N 1 0 3 0 0 2 4 7 4 A *CN103002474A* (21)申请号 201210490090.8 (22)申请日 2012.11.27 H04W 24/00(2009.01) H04B 1/40(2006.01) (71)申请人中环天仪股份有限公司 地址 300384 天津市西青区华苑产业园区 （环外）海泰发展二路1号 (72)发明人李萌 杨彬 陈维琨 刘猛 高明璋 徐志山 (74)专利代理机构天津中环专利商标代理有限 公司 12105 代理人莫琪 (54) 发明名称 嵌入式无。
2、线网络监控终端 (57) 摘要 本发明为嵌入式无线网络监控终端，由主控 制模块、ZigBee无线通信模块、电源模块、LCD及 按键操作模块和存储扩展模块构成，主控制模块 由ARM处理器芯片、10MHz晶体、32.768kHz晶体、 标准JTAG电路及外围电路构成，ZigBee无线通信 模块由ZigBee协议芯片、32MHz晶体、32.768KHz 晶体和天线构成，电源模块为主控制模块、ZigBee 协议芯片提供电源和参考电压；LCD及按键操作 模块对无线网络进行控制和在线显示；存储扩展 模块对ARM处理器的存储容量进行扩展；本发明 对ZigBee无线网络节点进行移动监控，具有按键 和彩色液晶屏。
3、显示功能，实现对无线网络节点的 监控、显示，便于网络维护，携带方便，显示直观。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 (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 1 页 说明书 3 页 附图 5 页 1/1页 2 1.嵌入式无线网络监控终端包括主控制模块、ZigBee无线通信模块、电源模块、LCD 及按键操作模块和存储扩展模块，其特征是：主控制模块由ARM处理器芯片、10MHz晶体、 32.768KHz晶体、标准JTAG电路及外围电路构成，用于核心控制；ZigBee无线通信模块由 ZigBee协议芯片、32MHz晶体、32.768KHz晶体和。
4、天线构成，用于无线数据收发；电源模块为 主控制模块、ZigBee协议芯片提供电源和参考电压；LCD及按键操作模块对无线网络进行 控制和在线显示；存储扩展模块对ARM处理器的存储容量进行扩展； 所述的主控制模块中的ARM处理器芯片为三星公司的S3C44B0X微处理器：主电路模块 的工作电压为3.3V；所述标准JTAG电路与ARM处理器芯片连接作为仿真调试接口； 所述的ZigBee无线通信模块采用的是TI公司的新型无线数据收发芯片CC2530； 所述的电源模块采用电池5V供电，利用LM1117-33芯片将电池提供的5V电源转换为3.3V， 利用LM1117-25芯片将5V电压转换为2.5V固定电压。
5、，为ARM处理器芯片及外围电路供电； 所述的LCD及按键操作模块利用ARM处理器的IO端口，扩展LCD和按键操作，LCD采 用3.8英寸STN型彩色液晶屏，具有320240像素显示； 所述的存储扩展模块采用HY57V641620扩展8M的SDRAM，利用HY29LV160扩展16M的 FLASH； ARM处理器芯片S3C44B0X预制软件系统移植有嵌入式操作系统uC/OS-II和MiniGUI 用户图形界面，通过UART接口与CC2530进行通信，进行无线数据的收发，将采集数据显示 于LCD上，ARM处理器接收按键控制，通过菜单选择控制无线网络的节点。 权 利 要 求 书CN 10300247。
6、4 A 1/3页 3 嵌入式无线网络监控终端 技术领域 0001 本发明涉及无线网络监控模块，特别涉及一种基于ZigBee的嵌入式无线网络监 控终端。 背景技术 0002 工业无线通信技术是目前工业自动化领域的研究热点，可以将工厂、矿山中难以 布线的传感器和控制器采用无线入网的方式进行网络监控，作为以太网的补充和延伸，这 样大大加强了作业管理，并减低了成本。 0003 ZigBee短程无线网通信技术以其数据传输安全可靠、组网简易灵活、设备成本低、 电池寿命长、功耗低、时延短、网络容量大的优势，成为近年来业界的研究热点之一，广泛应 用在短距离低速率电子设备之间的数据传输。目前利用Zigbee（C。
7、C2530）的优越性和廉价 特点实现了很多自组织网络，方便的实现网络区域的覆盖。 发明内容 0004 本发明的目的是为了方便对工业现场、矿山中难以布线的传感器构成的无线局域 网进行控制，而研制一种手持的无线网络监控终端，可以在线的将无线节点的运行状态显 示于手持网络监控终端上，方便对无线网络的监控和维护。 0005 本发明采用的技术方案为：嵌入式无线网络监控终端包括主控制模块、ZigBee无 线通信模块、电源模块、LCD及按键操作模块和存储扩展模块，其特征是：主控制模块由ARM 处理器芯片、10MHz晶体、32.768KHz晶体、标准JTAG电路及外围电路构成，用于核心控制； ZigBee无线。
8、通信模块由ZigBee协议芯片、32MHz晶体、32.768KHz晶体和天线构成，用于无 线数据收发；电源模块为主控制模块、ZigBee协议芯片提供电源和参考电压；LCD及按键 操作模块对无线网络进行控制和在线显示；存储扩展模块对ARM处理器的存储容量进行扩 展； 所述的主控制模块中的ARM处理器芯片为三星公司的S3C44B0X微处理器：主电路模块 的工作电压为3.3V；所述标准JTAG电路与ARM处理器芯片连接作为仿真调试接口； 所述的ZigBee无线通信模块采用的是TI公司的新型无线数据收发芯片CC2530； 所述的电源模块采用电池5V供电，利用LM1117-33芯片将电池提供的5V电源转。
9、换为3.3V， 利用LM1117-25芯片将5V电压转换为2.5V固定电压，为ARM处理器芯片及外围电路供电； 所述的LCD及按键操作模块利用ARM处理器的IO端口，扩展LCD和按键操作，LCD采 用3.8英寸STN型彩色液晶屏，具有320240像素显示； 所述的存储扩展模块采用HY57V641620扩展8M的SDRAM，利用HY29LV160扩展16M的 FLASH； ARM处理器芯片S3C44B0X预制软件系统移植有嵌入式操作系统uC/OS-II和MiniGUI 用户图形界面，通过UART接口与CC2530进行通信，进行无线数据的收发，将采集数据显示 于LCD上，ARM处理器接收按键控制，。
10、通过菜单选择控制无线网络的节点。 说 明 书CN 103002474 A 2/3页 4 0006 本发明的有益效果是：手持无线网络监控终端便于实现移动用户通过无线网络对 无线控制节点进行访问与监控，进行实时显示和在线操作，携带方便，显示直观。 附图说明 0007 图1是本发明的电路结构框图； 图2是本发明的存储器扩展电路； 图3是本发明的无线Zigbee芯片CC2530及其外围电路； 图4是本发明的电源电路； 图5是本发明的软件流程图。 具体实施方式 0008 为了更清楚的理解本发明，结合附图和实施例详细描述本发明： 如图1至5所示，嵌入式无线网络监控终端主要由具有LCD控制器和UART串口通。
11、信设 备的ARM处理器芯片S3C44B0X、CC2530无线数据收发器、标准JTAG电路、LCD电路、按键电 路、电源电路、SDRAM和FLASH存储器扩展电路构成。 0009 主电路模块的工作电压是3.3V，ARM处理器芯片VDDIO端输入电压为3.3V；ARM内 核的工作电压是2.5V，由电源模块产生的工作电源为芯片的VDD供电；标准JTAG电路通过 连接ARM处理器芯片S3C44B0X实现仿真调试和程序下载；ARM处理器芯片CPU利用总线扩 展外存SDRAM和FLASH，扩展内存并方便数据的非失易性存储；通过ARM处理器的LCD控制 器，外接3.8英寸STN型彩色液晶屏；通过ARM处理器。
12、的IO端口扩展按键接口，实现菜单控 制；ARM处理器通过UART接口与无线Zigbee芯片CC2530相连，实现无线网络监控终端与 各节点的数据通信。 0010 ARM处理器芯片电路，采用SAMSUNG公司的ARM7处理器S3C44B0X，这是一款集成 有LCD控制器的ARM芯片，具有8KB的缓存。整个芯片的工作电压是3.3V，ARM内核的工作 电压是2.5V，其余IO部分和外围设备控制器是3.3V供电。CPU的晶振采用32.768KHz，RTL 时钟采用10MHz。仿真调试部分采用标准的JTAG电路，可以调试及下载程序。LCD彩色液 晶屏通过LCD控制器接口与ARM处理器相连，传输的信号包括。
13、帧同步信号、线性时钟、像素 时钟、像素数据。按键电路通过按键的电平操作，将电平信号传递给ARM处理器的IO端口。 0011 如图2所示，为SDRAM和FLASH的存储器扩展电路，将ARM处理器的数据总线和地 址总线分别于SDRAM和FLASH的对应接口相连，用于地址选取和数据传输。将ARM处理器 与SDRAM相关的信号与SDRAM存储器相连，包括SDRAM时钟、SDRAM时钟使能、SDRAM片选信 号、行列地址滤波信号、写使能信号。将ARM处理器与FLASH相关的信号与FLASH存储器相 连，包括FLASH片选信号、读写使能信号、复位信号。 0012 如图3所示，为ZigBee无线通信模块，其。
14、中CC2530与AT91SAM7x256之间采用 UART通信，通信管脚为TXD0和RXD0。CC2530本身连接两个时钟晶体，分别为32MHz和 32.768KHz。通信模块外接ZigBee无线数据收发天线。 0013 如图4所示，为系统的电源电路，嵌入式无线网络监控终端由电池5V供电。通 过LM1117-33将5V电源转换为3.3V电源，为ARM芯片及外围电路、CC2530供电。通过 LM1117-25将5V电源转换为2.5V电源，为ARM内核供电。电源转换成功后，会点亮相应的 说 明 书CN 103002474 A 3/3页 5 发光二极管。 0014 如图5所示，为该模块的软件流程，系。
15、统周期性的采集模拟输入信号，整个软件系 统移植有嵌入式操作系统uC/OS-II和MiniGUI用户图形界面，CC2530移植z-stack协议 栈。监控终端接收到采集的ZigBee节点的信息，显示于监控终端的液晶屏上；使用按键操 作，将控制信息发送给无线网络中的ZigBee节点。 0015 在该模块上电后，程序首先进行整个硬件系统的初始化，使能 ARM和CC2530，设置 时钟和外围控制器，然后初始化嵌入式操作系统uC/OS-II和MiniGUI用户图形界面，等待 芯片就绪后，设置ZigBee相关参数，LCD 显示初始化界面。利用嵌入式操作系统uC/OS-II 设置ZigBee节点信息采集时间。
16、，周期性的采集节点信号，将信号利用MiniGUI显示于LCD 屏幕上。嵌入式操作系统uC/OS-II接收监控终端的按键操作，分析菜单命令，将控制信息 发送至对应的ZigBee节点。 0016 根据上述说明，结合本领域技术可实现本发明的方案。 说 明 书CN 103002474 A 1/5页 6 图1 说 明 书 附 图CN 103002474 A 2/5页 7 图2 说 明 书 附 图CN 103002474 A 3/5页 8 图3 说 明 书 附 图CN 103002474 A 4/5页 9 图4 说 明 书 附 图CN 103002474 A 5/5页 10 图5 说 明 书 附 图CN 103002474 A 10 。