CN105610970A - 无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统 - Google Patents

无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统 Download PDF

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卫丽娟
周栋
吕晓军
史天运
王小书
陈咏梅
王忠英
端嘉盈
李建玉
李健
韩宗源
白伟
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Institute of Computing Technologies of CARS
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Abstract

本发明提供了一种无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统，该网络传输节点设备包括：网络传输节点芯片、电池、电池电量监测芯片、控制器、无线通讯模组；其中所述电池用于为所述网络传输节点芯片、所述控制器、所述无线通信模组以及所述电池电量监测芯片提供电能；所述电池电量监测芯片与所述控制器相连，用于检测电池的剩余电量并发送到所述控制器；所述控制器，与所述无线通信模组相连，用于在电池的剩余电量低于预设值时，通过所述无线通信模组向监控中心设备发送电量告警信息。采用本发明提供的无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统，维护人员在监控中心即可及时的确定哪些无线传感器网络传输节点设备的电池需要更换。

Description

无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统
技术领域
本发明涉及网络技术领域，具体涉及一种无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统。
背景技术
无线传感器网络由具有感知、计算和通信能力的传感器节点组成，所有节点通过自组织的方式组成一对多或者多对一的通信网络，把采集到的信息经过一跳或者多跳的方式发送到基站，在恶劣环境监测中具有广阔的应用前景。无线传感器传输节点设备通常由电池供电，由于电池的容量有限，需要及时的更换电池。但是对于维护人员来说，并无法及时确定哪些传输节点设备需要更换电池。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述技术问题。
为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了种无线传感器网络传输节点设备，包括：网络传输节点芯片、电池、电池电量监测芯片、控制器、无线通讯模组；其中，
所述电池用于为所述网络传输节点芯片、所述控制器、所述无线通信模组以及所述电池电量监测芯片提供电能；
所述电池电量监测芯片与所述控制器相连，用于检测电池的剩余电量并发送到所述控制器；
所述控制器，与所述无线通信模组相连，用于在电池的剩余电量低于预设值时，通过所述无线通信模组向监控中心设备发送电量告警信息。
进一步的，所述电量告警信息中包含电池的剩余电量。
进一步的，所述网络传输节点芯片为CC2530底板；所述电池电量监测芯片与所述CC2530底板相连，用于采集所述CC2530底板检测到的电池电压数据，并根据电压数据确定电池的剩余电量。
进一步的，还包括：定位模组；
所述定位模组与所述控制器相连，用于定位无线传感器网络传输节点设备的位置并发送给所述控制器；
所述告警信息中还包含无线传感器网络传输节点设备的位置。
进一步的，所述定位模组具体用于通过RSSI测距方法定位无线传感器网络传输节点设备的位置。
进一步的，还包括电量显示屏；
所述电池电量监测芯片还连接所述电量显示屏，用于将剩余电量发送到所述电量显示屏；
所述电量显示屏用于显示接收到的剩余电量。
进一步的，所述电量显示屏为液晶显示屏。
进一步的，所述电池为锂电池、移动电源或者太阳能电池板。
进一步的，所述控制器还与所述网络传输节点芯片相连，用于在电池的剩余电量小于预设值时，控制所述网络传输节点芯片进入休眠状态。
第二方面，本发明还提供了一种无线传感器网络传输系统，包括多个上述任一项所述的无线传感器网络传输节点设备，还包括监控中心设备；
所述监控中心设备用于接收各个无线传感器网络传输节点发送的告警信息并展示。
本发明提供的无线传感器网络传输节点设备中，设置有电池电量监测芯片、控制器和无线通讯模组，电池电量监测芯片与所述控制器相连，用于检测电池的电量，并将电量检测结果发送到所述控制器；所述控制器，与所述无线通信模组相连，用于在电池的电量低于预设值时，通过所述无线通信模组向监控中心设备发送电量告警信息。采用本发明提供的无线传感器网络传输节点设备和网络传输系统，维护人员在监控中心即可及时的确定哪些无线传感器网络传输节点设备的电池需要更换。
附图说明
图1为本发明通过的一种无线传感器网络传输节点设备的结构示意图；
图2为本发明提供的一种无线传感器网络传输系统。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种无线传感器网络传输节点设备，参见图1，该设备包括：网络传输节点芯片110、电池120、电池电量监测芯片130、控制器140、无线通讯模组150；其中，
电池120与网络传输节点芯片110、控制器140、无线通信模组150以及电池电量监测芯片130相连，用于网络传输节点芯片110、控制器140、无线通信模组150以及电池电量监测芯片130提供电能；
电池电量监测芯片130与控制器140相连，用于检测电池120的剩余电量并发送到控制器140；
控制器140，与无线通信模组150相连，用于在电池120的剩余电量低于预设值时，通过无线通信模组150向监控中心设备发送电量告警信息。
本发明提供的无线传感器网络传输节点设备中，设置有电池电量监测芯片、控制器和无线通讯模组，电池电量监测芯片与所述控制器相连，用于检测电池的电量，并将电量检测结果发送到所述控制器；所述控制器，与所述无线通信模组相连，用于在电池的电量低于预设值时，通过所述无线通信模组向监控中心设备发送电量告警信息。这样无线传感器网络传输节点设备在其电池电量低于一定的值时，会及时向监控中心发送告警信息，维护人员在监控中心即可及时的确定哪些无线传感器网络传输节点设备的电池需要更换或者需要降低功耗。
在具体实施时，上述的告警信息中还可以包含电池的剩余电量。这样可以通过使监控中心设备显示相应的剩余电量，使得维护人员能够得知电池具体剩余多少电量。
在具体实施时，上述的网络传输节点芯片110为可以CC2530底板；电池电量监测芯片130与CC2530底板相连，用于采集所述CC2530底板检测到的电池电压数据，并根据电压数据确定电池的剩余电量。
在具体实施时，上述的无线传感器网络传输节点设备还可以包含图中未示出的定位模组160；其中，这里的定位模组160与控制器140相连，用于定位无线传感器网络传输节点设备的位置，并发送到控制器140；
此时上述的电量告警信息中还包含无线传感器网络传输节点设备的位置。
不难理解的是，在实际应用中，上述的电量告警信息还一般会包括该网络传输节点设备的标识信息，以便于监控中心设备确定具体是哪个网络传输节点设备发送的电量告警信息。
这样，可以通过使监控中心设备展示无线传感器网络传输节点设备的位置，使得维护人员很快的得知电池的剩余电量低于预设值的无线传感器网络传输节点设备的位置。
在具体实施时，上述的网络传输节点芯片110为CC2530底板；所述电池电量监测芯片与所述CC2530底板相连，用于采集所述CC2530底板检测到的电池电压数据，并根据电压数据确定电池的电量。
在具体实施时，上述的定位模组160具体用于通过RSSI(ReceiveSignalStrengthIndicator，接收信号强度指示)测距方法定位无线传感器网络传输节点设备的位置。
在具体实施时，上述的无线传感器网络传输节点设备还可以包括图中未示出的电量显示屏170；
电池电量监测芯片130还可以连接电量显示屏170，用于将剩余电量发送到电量显示屏170；
电量显示屏170用于显示接收到的剩余电量。
这样能够使得现场维护人员及时了解电池的剩余电量，有助于现场维护人员准确判断是否需要更换电池。
在具体实施时，这里的电量显示屏170可以为液晶显示屏。
在具体实施时，这里的电池120为可以为锂电池、移动电源或者太阳能电池板。
在具体实施时，控制器还与所述网络传输节点芯片相连，用于在电池的剩余电量小于预设值时，控制所述网络传输节点芯片进入休眠状态。
这样可以节省电量的使用，以在紧急情况下可以继续使用该无线传感器网络传输节点设备。
另外，在具体实施时，上述的控制器140还可以将节点的发射信号强度、接收信号强度、单位时间内发送的数据量kbit、数据处理能耗E_elec、放大器功放能耗E_amp以及通信连接关系等其他相关信息发送到监控中心设备。
第二方面，本发明还提供了一种无线传感器网络传输系统，参见图2，包括多个无线传感器网络传输节点设备100，该无线传感器网络传输节点设备100可以为第一方面任一项中所示的无线传感器网络传输节点设备，还包括监控中心设备200；
监控中心设备200用于接收各个无线传感器网络传输节点发送的告警信息并展示。
当上述的无线传感器网络传输节点设备100的控制器140还发送节点的发射信号强度、接收信号强度、单位时间内发送的数据量kbit、数据处理能耗E_elec、放大器功放能耗E_amp以及通信连接关系等其他相关信息时，监控中心设备200也还可以将这些信息也均进行展示。
采用本发明提供的无线传感器网络传输系统，在无线传感器网络传输节点设备100的电池电量过低时，维护人员在监控中心设备处就可以及时获知，从而可以及时的更换电池以避免网络传输的中断。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线传感器网络传输节点设备，其特征在于，包括：网络传输节点芯片、电池、电池电量监测芯片、控制器、无线通讯模组；其中，
所述电池用于为所述网络传输节点芯片、所述控制器、所述无线通信模组以及所述电池电量监测芯片提供电能；
所述电池电量监测芯片与所述控制器相连，用于检测电池的剩余电量并发送到所述控制器；
所述控制器，与所述无线通信模组相连，用于在电池的剩余电量低于预设值时，通过所述无线通信模组向监控中心设备发送电量告警信息。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电量告警信息中包含电池的剩余电量。
3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述网络传输节点芯片为CC2530底板；所述电池电量监测芯片与所述CC2530底板相连，用于采集所述CC2530底板检测到的电池电压数据，并根据电压数据确定电池的剩余电量。
4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括：定位模组；
所述定位模组与所述控制器相连，用于定位无线传感器网络传输节点设备的位置并发送给所述控制器；
所述告警信息中还包含无线传感器网络传输节点设备的位置。
5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述定位模组具体用于通过接收信号强度指示RSSI测距方法定位无线传感器网络传输节点设备的位置。
6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括电量显示屏；
所述电池电量监测芯片还连接所述电量显示屏，用于将剩余电量发送到所述电量显示屏；
所述电量显示屏用于显示接收到的剩余电量。
7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述电量显示屏为液晶显示屏。
8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电池为锂电池、移动电源或者太阳能电池板。
9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述控制器还与所述网络传输节点芯片相连，用于在电池的剩余电量小于预设值时，控制所述网络传输节点芯片进入休眠状态。
10.一种无线传感器网络传输系统，其特征在于，包括多个如权利要求1-9任一项所述的无线传感器网络传输节点设备，还包括监控中心设备；
所述监控中心设备用于接收各个无线传感器网络传输节点发送的告警信息并展示。
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