CN107895991A - 一种无线传感网络节点供电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无线传感网络节点供电系统，包括：稳压单元、锂电池充电单元以及锂电池。稳压单元对输入系统的电压降压并使其稳定在5V，同时对于锂电池充电单元输出的电压进行降压并使其稳定在3.3V供无线传感网络节点使用。在实际应用中，本发明达到设计要求，在白天时利用太阳能为节点供电，同时向备用锂电池充电，晚上时利用锂电池供电。本发明的无线传感网络节点供电系统可以实现在不间断的为无线传感网络节点供电的同时，最大限度的减少能源的消耗。

Description

一种无线传感网络节点供电系统
技术领域
本发明属于无线传感网络节点供电技术领域，涉及一种无线传感网络节点供电系统。
背景技术
近年来，无线传感网络得到了广泛的应用，为网络中的每个节点提供稳定的电能供应具有重要的意义。特别是使用太阳能作为能源来源的场合。
因此，需要一种无线传感网络节点供电系统以解决上述问题。
发明内容
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种无线传感网络节点供电系统。
为解决上述技术问题，本发明的无线传感网络节点供电系统所采用的技术方案为：
一种无线传感网络节点供电系统，包括第一稳压芯片(U1)、锂电池充电控制器(U2)、第二稳压芯片(U3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一发光二极管(D1)、第二发光二极管(D2)、第三发光二极管(D3)、外部电源接口(P1)、5V输出接口(P2)、锂电池接口(P3)和3.3V电压输出接口(P4)；
所述第一电容(C1)、第二电容(C2)和第一电感(L1)的一端均连接所述外部电源接口(P1)的正极，所述第二电感(L2)的一端、所述第一电容(C1)的另一端和所述第二电容(C2)的另一端均连接所述外部电源接口(P1)的负极；所述第一电感(L1)的另一端连接所述第三电容(C3)的一端、所述第四电容(C4)的一端和所述第一稳压芯片(U1)的第一脚Vin；所述第三电容(C3)、第四电容(C4)和第二电感(L2)的另一端连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout连接所述第五电容(C5)和第一电阻(R1)的一端，所述第五电容(C5)的另一端和所述第一发光二极管(D1)的阴极均连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述第一电阻(R1)的另一端连接所述第一发光二极管(D1)的阳极；
所述锂电池充电控制器(U2)的第一脚和第三脚均连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND，所述锂电池充电控制器(U2)的第二脚通过第四电阻(R4)接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述锂电池充电控制器(U2)的第四脚连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout；所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚与所述第三电阻(R3)和第六电容(C6)的一端相连；所述锂电池充电控制器(U2)的第六脚与第七脚分别与所述第三发光二极管(D2)和第二发光二极管(D3)的负极相连；所述第三发光二极管(D2)和第二发光二极管(D3)的正极均通过第二电阻(R2)连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout；所述锂电池充电控制器(U2)的第八脚连接所述第三电阻(R3)的另一端；
所述第二稳压芯片(U3)的第一脚和第三脚均与所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚相连，所述第二稳压芯片(U3)的第二脚和第四脚均与所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND相连，所述第二稳压芯片(U3)的第五脚通过所述第八电容(C8)与所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND连接；
所述5V输出接口(P2)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout和所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；
所述锂电池接口(P3)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND和所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚；
所述3.3V电压输出接口(P4)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND和所述第二稳压芯片(U3)的第五脚。
更进一步的，所述锂电池充电控制器(U2)为CN3083芯片。
更进一步的，所述第一稳压芯片(U1)为三端稳压芯片。将输入电压变为稳定的5V电压输出，同时能通过不小于1A的电流。
更进一步的，所述第二稳压芯片(U3)为TLV70033芯片。
更进一步的，所述第一发光二极管(D1)和第三发光二极管(D3)为绿色，所述第二发光二极管(D2)为红色。
更进一步的，所述第二电容(C2)和第四电容(C4)的耐压值均为50V，容值均为220uF。
更进一步的，所述第五电容(C5)的耐压值为16V，容值为470uF。
更进一步的，所述第六电容(C6)的耐压值为16V，容值为4.7uF。
更进一步的，所述第四电阻(R4)为3.6KΩ。第四电阻为精度百分之一的电阻。
更进一步的，所述锂电池接口(P3)连接锂电池，所述外部电源接口(P1)连接太阳能电池板。白天时利用太阳能为节点供电，同时向备用锂电池充电，晚上时利用锂电池供电。
发明原理：第一稳压芯片(U1)将输入的电压降压并且稳定在5V供给锂电池充电模块，锂电池充电模块输出电压为4.2V，电流通过如下公式计算：
由于无线传感网络节点具有耗电低的特点，因此，由上可知500mA的电流足够在锂电池充电的同时为节点供电的需求。
有益效果：本发明的无线传感网络节点供电系统可以实现在不间断的为无线传感网络节点供电的同时，最大限度的减少能源的消耗。
附图说明
图1是本发明的无线传感网络节点供电系统的电路图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
请参阅图1所示，本发明的无线传感网络节点供电系统，包括第一稳压芯片U1、锂电池充电控制器U2、第二稳压芯片U3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一电感L1、第二电感L2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2、第三发光二极管D3、外部电源接口P1、5V输出接口P2、锂电池接口P3和3.3V电压输出接口P4。
其中，第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1的一端均连接外部电源接口P1的正极，第二电感L2的一端、第一电容C1的另一端和第二电容C2的另一端均连接外部电源接口P1的负极。第一电感L1的另一端连接第三电容C3的一端、第四电容C4的一端和第一稳压芯片U1的第一脚Vin。第三电容C3、第四电容C4和第二电感L2的另一端连接第一稳压芯片U1的第二脚GND。第一稳压芯片U1的第三脚Vout连接第五电容C5和第一电阻R1的一端，第五电容C5的另一端和第一发光二极管D1的阴极均连接第一稳压芯片U1的第二脚GND。第一电阻R1的另一端连接第一发光二极管D1的阳极。
其中，锂电池充电控制器U2的第一脚和第三脚均连接第一稳压芯片U1的第二脚GND，锂电池充电控制器U2的第二脚通过第四电阻R4接第一稳压芯片U1的第二脚GND。锂电池充电控制器U2的第四脚连接第一稳压芯片U1的第三脚Vout。锂电池充电控制器U2的第五脚与第三电阻R3和第六电容C6的一端相连。锂电池充电控制器U2的第六脚与第七脚分别与第三发光二极管D2和第二发光二极管D3的负极相连。第三发光二极管D2和第二发光二极管D3的正极均通过第二电阻R2连接第一稳压芯片U1的第三脚Vout。锂电池充电控制器U2的第八脚连接第三电阻R3的另一端。
其中，第二稳压芯片U3的第一脚和第三脚均与锂电池充电控制器U2的第五脚相连，第二稳压芯片U3的第二脚和第四脚均与第一稳压芯片U1的第二脚GND相连，第二稳压芯片U3的第五脚通过第八电容C8与第一稳压芯片U1的第二脚GND连接。
其中，5V输出接口P2的两端分别连接第一稳压芯片U1的第三脚Vout和第一稳压芯片U1的第二脚GND。
其中，锂电池接口P3的两端分别连接第一稳压芯片U1的第二脚GND和锂电池充电控制器U2的第五脚。
其中，3.3V电压输出接口P4的两端分别连接第一稳压芯片U1的第二脚GND和第二稳压芯片U3的第五脚。
优选的，锂电池充电控制器U2为CN3083芯片。第一稳压芯片U1为三端稳压芯片。将输入电压变为稳定的5V电压输出，同时能通过不小于1A的电流。第二稳压芯片U3为TLV70033芯片。第一发光二极管D1和第三发光二极管D3为绿色，第二发光二极管D2为红色。第二电容C2和第四电容C4的耐压值均为50V，容值均为220uF。第五电容C5的耐压值为16V，容值为470uF。第六电容C6的耐压值为16V，容值为4.7uF。第四电阻R4为3.6KΩ。第四电阻为精度百分之一的电阻。
其中，锂电池接口P3连接锂电池，外部电源接口P1连接太阳能电池板。白天时利用太阳能为节点供电，同时向备用锂电池充电，晚上时利用锂电池供电。
发明原理：第一稳压芯片U1用于将外部电源接口P1输入的电压降压并且稳定在5V供给锂电池充电控制器U2，锂电池充电控制器U2的输出电压为4.2V，同时对于锂电池充电控制器U2输出的电压进行降压并使其稳定在3.3V，利用3.3V电压输出接口P4输出供无线传感网络节点使用。在实际应用中，本实用新型达到设计要求，在白天时利用太阳能为节点供电，同时向备用锂电池充电，晚上时利用锂电池供电。
第一稳压芯片U1将输入的电压降压并且稳定在5V供给锂电池充电模块，锂电池充电模块输出电压为4.2V，电流通过如下公式计算：
由于无线传感网络节点具有耗电低的特点，因此，由上可知500mA的电流足够在锂电池充电的同时为节点供电的需求。
本发明的无线传感网络节点供电系统可以实现在不间断的为无线传感网络节点供电的同时，最大限度的减少能源的消耗。

Claims (10)

1.一种无线传感网络节点供电系统，其特征在于：包括第一稳压芯片(U1)、锂电池充电控制器(U2)、第二稳压芯片(U3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第七电容(C7)、第八电容(C8)、第一电感(L1)、第二电感(L2)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第一发光二极管(D1)、第二发光二极管(D2)、第三发光二极管(D3)、外部电源接口(P1)、5V输出接口(P2)、锂电池接口(P3)和3.3V电压输出接口(P4)；
所述第一电容(C1)、第二电容(C2)和第一电感(L1)的一端均连接所述外部电源接口(P1)的正极，所述第二电感(L2)的一端、所述第一电容(C1)的另一端和所述第二电容(C2)的另一端均连接所述外部电源接口(P1)的负极；所述第一电感(L1)的另一端连接所述第三电容(C3)的一端、所述第四电容(C4)的一端和所述第一稳压芯片(U1)的第一脚Vin；所述第三电容(C3)、第四电容(C4)和第二电感(L2)的另一端连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout连接所述第五电容(C5)和第一电阻(R1)的一端，所述第五电容(C5)的另一端和所述第一发光二极管(D1)的阴极均连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述第一电阻(R1)的另一端连接所述第一发光二极管(D1)的阳极；
所述锂电池充电控制器(U2)的第一脚和第三脚均连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND，所述锂电池充电控制器(U2)的第二脚通过第四电阻(R4)接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；所述锂电池充电控制器(U2)的第四脚连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout；所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚与所述第三电阻(R3)和第六电容(C6)的一端相连；所述锂电池充电控制器(U2)的第六脚与第七脚分别与所述第三发光二极管(D2)和第二发光二极管(D3)的负极相连；所述第三发光二极管(D2)和第二发光二极管(D3)的正极均通过第二电阻(R2)连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout；所述锂电池充电控制器(U2)的第八脚连接所述第三电阻(R3)的另一端；
所述第二稳压芯片(U3)的第一脚和第三脚均与所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚相连，所述第二稳压芯片(U3)的第二脚和第四脚均与所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND相连，所述第二稳压芯片(U3)的第五脚通过所述第八电容(C8)与所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND连接；
所述5V输出接口(P2)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第三脚Vout和所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND；
所述锂电池接口(P3)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND和所述锂电池充电控制器(U2)的第五脚；
所述3.3V电压输出接口(P4)的两端分别连接所述第一稳压芯片(U1)的第二脚GND和所述第二稳压芯片(U3)的第五脚。
2.如权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于：所述锂电池充电控制器(U2)为CN3083芯片。
3.如权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于：所述第一稳压芯片(U1)为三端稳压芯片。
4.如权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于：所述第二稳压芯片(U3)为TLV70033芯片。
5.如权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于：所述第一发光二极管(D1)和第三发光二极管(D3)为绿色，所述第二发光二极管(D2)为红色。
6.如权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于：所述第二电容(C2)和第四电容(C4)的耐压值均为50V，容值均为220uF。
7.根据权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于，所述第五电容(C5)的耐压值为16V，容值为470uF。
8.根据权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于，所述第六电容(C6)的耐压值为16V，容值为4.7uF。
9.根据权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于，所述第四电阻(R4)为3.6KΩ。
10.根据权利要求1所述的无线传感网络节点供电系统，其特征在于，所述锂电池接口(P3)连接锂电池，所述外部电源接口(P1)连接太阳能电池板。
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