CN105933027A - 采用片状电容的无线传感器系统 - Google Patents
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Abstract
采用片状电容的无线传感器系统涉及电子领域，具体涉及传感器。蓄能式无线传感器包括信号处理模块，信号处理模块连接传感器元件，信号处理模块还连接一信号发射模块和一电源模块，电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，发电机构连接蓄电机构，蓄电机构连接信号处理模块。以便于为包括信号处理模块、信号发射模块在内的耗能模块供电。无线传感器读写系统包括一射频发射天线、射频接收天线，一读写模块，射频发射天线、射频接收天线分别连接读写模块，读写模块设有一连接电脑的电脑接口，电脑包括一操作系统，通过操作系统生成针对无线通信模块的设定数据，进而通过射频发射天线向蓄能式无线传感器输入数据，进而设定无线通信模块的通信模式。
Description
该分案申请的原申请的申请日为：2010年9月21日，申请号为：2010102898976，名称为：无线传感器系统。
技术领域
本发明涉及电子领域，具体涉及传感器。
背景技术
无线传感器为众多智能化系统的发展提供了很大便利。但是现有的无线传感器仍然存在一些不足，比如仍然需要连接电源，信号传输距离有限等问题，困扰着无线传感器的发展。
现有的无线传感器与智能系统之间的连接方式相对简单，不便于组成相对复杂的网络。
发明内容
本发明的目的在于提供一种采用片状电容的无线传感器系统，以解决上述技术问题。
采用片状电容的无线传感器系统，包括蓄能式无线传感器，蓄能式无线传感器包括信号处理模块，所述信号处理模块连接传感器元件，所述信号处理模块还连接一信号发射模块和一电源模块；
采用片状电容的无线传感器系统，还包括无线传感器读写系统，其特征在于，所述电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，所述发电机构连接所述蓄电机构，所述蓄电机构连接所述信号处理模块；
所述蓄能式无线传感器还包括一封装外壳，所述信号处理模块、传感器元件埋设在所述封装外壳内；
所述蓄电机构采用片状电容，设有至少两个片状极板，所述两个片状极板分别埋设在所述封装外壳内，封装外壳面积相对较大，两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。
所述发电机构发出的电能首先在蓄电机构内储存，以便于为包括信号处理模块、信号发射模块在内的耗能模块供电，使这些耗能模块工作。特别是使信号发射模块能够发送出信号强度较强的无线电信号，进而有效提高作用距离。还有因为可以为信号处理模块提供更强电流，因此可以支持所述信号处理模块进行更加复杂的信号处理。
所述发电机构采用一天线式发电机构，所述天线式发电机构连接所述蓄电机构。
所述发电机构还可以采用一电感式发电机构，所述电感式发电机构包括一电感线圈，通过一单向导通器件连接所述蓄电机构。所述电感线圈通过单向导通器件为蓄电机构充电。
所述发电机构还可以采用一光能发电机构，所述光能发电机构包括一光电转换器件，所述光电转换器件连接所述蓄电机构。所述光电转换器件将光能转化为电能，为电容充电。
另外所述发电机构还可以采用压力发电机构、弯折发电机构、震动发电机构等类型的发电机构。
所述电容与所述信号处理模块间设有一电源管理模块，在所述电容电压高于一临界值时，所述电源管理模块控制所述电容向所述信号处理模块供电；在所述电容电压低于一临界值时，所述电源管理模块控制所述电容停止向所述信号处理模块供电。
在所述电源管理模块向所述信号处理模块供电的情况下，所述信号处理模块可以主动通过所述信号发射模块发出无线信号。也可以在接收到外界触发信号后通过所述信号发射模块发出无线信号，如在接收到外部设备所发射的信号后，控制电容向信号处理模块供电，以便反馈无线电信号。
以便于在所述发电机构本身产生的电流较小的情况下，所述电源模块仍然能够为所述信号发射模块提供较强电流。
所述蓄能式无线传感器设有一固定装置，所述固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。
所述信号处理模块包括微型处理器，还包括无线通信模块，所述微型处理器连接所述无线通信模块，所述无线通信模块连接所述信号发射模块。所述信号发射模块可以仅仅是天线，或者包括天线和其他天线辅助器件。
所述无线通信模块可以采用蓝牙通信模块、紫蜂(zigbee)通信模块、手机通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块等适于组建网络的无线通信模块。
传感器元件可以是热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线传感器元件、色敏元件、味敏元件等。而且一个蓄能式无线传感器中的传感器元件可以是一个，也可以有多个。在传感器元件有多个时，信号处理模块需采用可以处理各传感器元件传来的数据的信号处理模块。
所述信号处理模块连接至少两个传感器元件，以便于产生丰富的信号。
蓄能式无线传感器还包括一信号接收模块，所述信号接收模块连接所述信号处理模块内的微型处理器，所述微型处理器在通过所述信号接收模块接收到对无线通信模块的通信模式进行设置的数据后，对无线通信模块的通信模式进行设置。
所述微型处理器连接一存储器，所述存储器内存储有对无线通信模块进行通信模式设置的设定数据，所述微型处理器在接收到数据读取指令后，通过所述无线通信模块发送所述设定数据。以便于外界设备对无线通信模块的通信模式进行设定和读取。
无线传感器读写系统包括一射频发射天线、射频接收天线，一读写模块，所述射频发射天线、射频接收天线分别连接所述读写模块，所述读写模块设有一连接电脑的电脑接口，所述电脑包括一操作系统，通过所述操作系统生成针对所述无线通信模块的设定数据，进而通过射频发射天线向蓄能式无线传感器输入数据，进而设定所述无线通信模块的通信模式。
所述射频发射天线为蓄能式无线传感器的发电机构持续提供电能。
附图说明
图1蓄能式无线传感器一种电路结构示意图；
图2蓄能式无线传感器另一种电路结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参照图1，蓄能式无线传感器包括信号处理模块1，信号处理模块1连接传感器元件，信号处理模块1还连接一信号发射模块2和一电源模块3，电源模块3包括一发电机构31和一蓄电机构32，发电机构31连接蓄电机构32，蓄电机构32连接信号处理模块1。信号处理模块1连接至少两个传感器元件，以便于产生丰富的信号。
发电机构31发出的电能首先在蓄电机构32内储存，以便于为包括信号处理模块1、信号发射模块2在内的耗能模块供电，使这些耗能模块工作。特别是使信号发射模块2能够发送出信号强度较强的无线电信号，进而有效提高作用距离。还有因为可以为信号处理模块1提供更强电流，因此可以支持信号处理模块1进行更加复杂的信号处理。
具体实施中：发电机构31采用一电感式发电机构，电感式发电机构包括一电感线圈，通过一单向导通器件连接蓄电机构32，电感线圈通过单向导通器件为蓄电机构32充电。
参照图2，电容与信号处理模块1间设有一电源管理模块4，在电容电压高于一临界值时，电源管理模块4控制电容向信号处理模块1供电；在电容电压低于一临界值时，电源管理模块4控制电容停止向信号处理模块1供电。
在电源管理模块4向信号处理模块1供电的情况下，信号处理模块1可以主动通过信号发射模块2发出无线信号。也可以在接收到外界触发信号后通过信号发射模块2发出无线信号，如在接收到外部设备所发射的外界触发信号后，控制电容向信号发射模块2供电，以便反馈无线电信号。以便于在发电机构31本身产生的电流较小的情况下，电源模块3仍然能够为信号发射模块2提供较强电流。
蓄能式无线传感器还包括一封装外壳，信号处理模块、传感器元件埋设在封装外壳内。电容设有至少两个片状极板，两个片状极板分别埋设在封装外壳内。因为片状极板埋设在封装外壳内，封装外壳面积相对较大，因此允许两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。蓄能式无线传感器设有一固定装置，固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。
信号处理模块1包括微型处理器，还包括无线通信模块，微型处理器连接无线通信模块，无线通信模块连接信号发射模块2。信号发射模块2可以仅仅是天线，或者包括天线和其他天线辅助器件。无线通信模块可以采用蓝牙通信模块、紫蜂(zigbee)通信模块、手机通信模块、无线局域网(WLAN)通信模块等适于组建网络的无线通信模块。
传感器元件可以是热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线传感器元件、色敏元件、味敏元件等。而且一个蓄能式无线传感器中的传感器元件可以是一个，也可以有多个。在传感器元件有多个时，信号处理模块1需采用可以处理各传感器元件传来的数据的信号处理模块。
蓄能式无线传感器还包括一信号接收模块，信号接收模块连接信号处理模块内的微型处理器，微型处理器在通过信号接收模块接收到对无线通信模块的通信模式进行设置的数据后，对无线通信模块的通信模式进行设置。微型处理器连接一存储器，存储器内存储有对无线通信模块进行通信模式设置的设定数据，微型处理器在接收到数据读取指令后，通过无线通信模块发送设定数据。以便于外界设备对无线通信模块的通信模式进行设定和读取。
无线传感器读写系统包括一射频发射天线、射频接收天线，一读写模块，射频发射天线、射频接收天线分别连接读写模块，读写模块设有一连接电脑的电脑接口，电脑包括一操作系统，通过操作系统生成针对无线通信模块的设定数据，进而通过射频发射天线向蓄能式无线传感器输入数据，进而设定无线通信模块的通信模式。射频发射天线为蓄能式无线传感器的发电机构持续提供电能。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (9)
1.采用片状电容的无线传感器系统，包括蓄能式无线传感器，蓄能式无线传感器包括信号处理模块，所述信号处理模块连接传感器元件，所述信号处理模块还连接一信号发射模块和一电源模块；
采用片状电容的无线传感器系统，还包括无线传感器读写系统，其特征在于，所述电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，所述发电机构连接所述蓄电机构，所述蓄电机构连接所述信号处理模块；
所述蓄能式无线传感器还包括一封装外壳，所述信号处理模块、传感器元件埋设在所述封装外壳内；
所述蓄电机构采用片状电容，设有至少两个片状极板，所述两个片状极板分别埋设在所述封装外壳内，封装外壳面积相对较大，两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。
2.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述发电机构采用一电感式发电机构，所述电感式发电机构包括一电感线圈，通过一单向导通器件连接所述蓄电机构将电能储存起来，以便为包括信号处理模块、信号发射模块在内的耗能模块供电。
3.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述片状电容与所述信号处理模块间设有一电源管理模块，在所述电容电压高于一临界值时，所述电源管理模块控制所述电容向所述信号处理模块供电；在所述电容电压低于一临界值时，所述电源管理模块控制所述电容停止向所述信号处理模块供电。
4.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，在所述电源管理模块向所述信号处理模块供电的情况下，所述信号处理模块可以主动通过所述信号发射模块发出无线信号，也可以在接收到外界触发信号后通过所述信号发射模块发出无线信号，如在接收到外部设备所发射的信号后，控制电容向信号处理模块供电，以便反馈无线电信号，以便于在所述发电机构本身产生的电流较小的情况下，所述电源模块仍然能够为所述信号发射模块提供较强电流。
5.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述无线传感器读写系统包括一射频发射天线、射频接收天线，一读写模块，射频发射天线、射频接收天线分别连接读写模块，读写模块设有一连接电脑的电脑接口，电脑包括一操作系统，通过操作系统生成针对无线通信模块的设定数据，进而通过射频发射天线向蓄能式无线传感器输入数据，进而设定无线通信模块的通信模式，射频发射天线为蓄能式无线传感器的发电机构持续提供电能。
6.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述信号处理模块包括微型处理器，还包括无线通信模块，所述微型处理器连接所述无线通信模块，所述无线通信模块连接所述信号发射模块。
7.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述无线通信模块采用蓝牙通信模块、紫蜂通信模块、手机通信模块或无线局域网通信模块。
8.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述信号处理模块连接至少两个传感器元件，以便于产生丰富的信号。
9.根据权利要求1所述的采用片状电容的无线传感器系统，其特征在于，所述蓄能式无线传感器设有一固定装置，所述固定装置是黏胶、磁铁或锁扣。
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