CN201532210U - 一种太阳能供电无线传感器网络节点 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能供电无线传感器网络节点，包括传感器模块、与传感器模块相接的处理器模块、与处理器模块相接的无线通讯模块以及分别为传感器模块、处理器模块和无线通讯模块供电的电源模块；电源模块包括由处理器模块控制的可充电电池、与可充电电池相接的太阳能电池板、对无线传感器网络节点周侧光照强度进行检测的光照传感器以及与可充电电池相接且对可充电电池的输出电压和/或输出电流进行检测的电压/电流检测电路，光照传感器接处理器模块。本实用新型布设方便、工作性能可靠且所用电源模块体积小、成本低、功耗小，能保证可充电电池在不同状态下都可以为无线传感器节点提供尽可能长的工作时间，有效延长了节点的生存期。

Description

一种太阳能供电无线传感器网络节点

技术领域

本实用新型涉及一种无线传感器网络节点，尤其是涉及一种太阳能供电无线传感器网络节点。

背景技术

无线传感器网络是新一代的传感器网络，它是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统，具有广阔的应用前景，受到国内外各大研究机构的热力追捧。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为：军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。

实际使用过程中，无线传感器网络中的无线传感器节点通常都采用自身携带的电池进行供电，为了延长无线传感器节点的工作时间，必须降低传感器器节点各模块的能耗，因而能耗对无线传感器节点来说非常重要，能耗越小意味着传感器节点的生命期越长，因而有必要对传感器节点的现有供电模式进行调整。但是电池作为嵌入式设备的唯一能量来源，如何利用有限的电能为嵌入式设备提供最高性能，是嵌入式设备中电源管理的主要目标。传统的电源管理策略对系统即时功耗、电池充电控制、充放电判别及电池容量的检测不够理想，常常造成电池寿命及性能降低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种太阳能供电无线传感器网络节点，其布设方便、智能化程度高、工作性能可靠且所用电源模块体积小、成本低、功耗小，能保证可充电电池在不同状态下都可以为无线传感器节点提供尽可能长的工作时间，有效延长了节点的生存期。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种太阳能供电无线传感器网络节点，其特征在于：包括传感器模块、与传感器模块相接的处理器模块、与处理器模块相接的无线通讯模块以及分别为传感器模块、处理器模块和无线通讯模块供电的电源模块，所述电源模块与处理器模块相接；所述电源模块包括由处理器模块进行控制的可充电电池、与可充电电池相接的太阳能电池板、对无线传感器网络节点周侧光照强度进行检测的光照传感器以及与可充电电池相接且对可充电电池的输出电压和/或输出电流进行检测的电压/电流检测电路，可充电电池与处理器模块相接，所述光照传感器和电压/电流检测电路均接处理器模块。

还包括与处理器模块相接的数据存储模块。

还包括通过无线通信模块与处理器模块进行双向通信的终端计算机。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、设计合理，安装布设方便且成本低，使用操作简便。

2、智能化程度高，工作性能可靠，所用电源模块结构简单、体积小、安装方便且成本低、功耗小，该电源模块能智能确定充放电门限值，且能使可充电电池一直保证最大供电能力，同时还能在某些不利情况下保持可充电电池对整个无线传感器节点的供电能力；其次是根据当前电池的不同电压电流值，智能切换无线传感器节点的工作状态，保证可充电电池在不同状态下都可以为无线传感器节点提供尽可能长的工作时间。

3、无线传感器节点采用模块化设计，且采用低功耗芯片，因而传感器节点的生存期较长。

4、适用面广，能有效推广至其它相关对能耗要求较高的产品中。

综上所述，本实用新型布设方便、智能化程度高、工作性能可靠且所用电源模块体积小、成本低、功耗小，能保证可充电电池在不同状态下都可以为无线传感器节点提供尽可能长的工作时间，有效延长了节点的生存期。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明：

1-传感器模块；  2-处理器模块；         3-无线通讯模块；

4-电源模块；    4-1-可充电电池；       4-2-太阳能电池板；

4-3-光照传感器；4-4-电压/电流检测电路；5-数据存储模块；

6-无线通信模块；7-终端计算机。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括传感器模块1、与传感器模块1相接的处理器模块2、与处理器模块2相接的无线通讯模块3以及分别为传感器模块1、处理器模块2和无线通讯模块3供电的电源模块4，所述电源模块4与处理器模块2相接。所述电源模块4包括由处理器模块2进行控制的可充电电池4-1、与可充电电池4-1相接的太阳能电池板4-2、对无线传感器网络节点周侧光照强度进行检测的光照传感器4-3以及与可充电电池1相接且对可充电电池1的输出电压和/或输出电流进行检测的电压/电流检测电路4-4。所述可充电电池4-1与处理器模块2相接，所述光照传感器4-3和电压/电流检测电路4-4均接处理器模块2。

本实施例中，本实用新型还包括与处理器模块2相接的数据存储模块5和通过无线通信模块6与处理器模块2进行双向通信的终端计算机7。

实际使用过程中，处理器模块2根据电压/电流检测电路4-4所监测信号分析处理得出可充电电池4-1的输出电压值V，并根据输出电压值V与通过终端计算机7输入的电压门限值，相应控制可充电电池4-1处于供电模式还是充电模式。当可充电电池4-1处于供电模式时，处理器模块2通过电压/电流检测电路4-4周期性检测可充电电池4-1的输出电压值V，并根据通过终端计算机7输入的电压门限值，告知与所述无线传感器节点进行双向通信的网关节点将无线传感器节点的采样周期进行相应调整，同时结合光照传感器4-3所检测的光照强度数据判断是否将可充电电池4-1由供电模式调整为由太阳能电池板4-2进行充电的充电模式。当可充电电池4-1处于充电模式时，处理器模块2通过电压/电流检测电路4-4周期性检测可充电电池4-1的输出电压值V，并根据通过终端计算机7输入的电压门限值，判断得出充电过程是否结束。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种太阳能供电无线传感器网络节点，其特征在于：包括传感器模块(1)、与传感器模块(1)相接的处理器模块(2)、与处理器模块(2)相接的无线通讯模块(3)以及分别为传感器模块(1)、处理器模块(2)和无线通讯模块(3)供电的电源模块(4)，所述电源模块(4)与处理器模块(2)相接；所述电源模块(4)包括由处理器模块(2)进行控制的可充电电池(4-1)、与可充电电池(4-1)相接的太阳能电池板(4-2)、对无线传感器网络节点周侧光照强度进行检测的光照传感器(4-3)以及与可充电电池(1)相接且对可充电电池(1)的输出电压和/或输出电流进行检测的电压/电流检测电路(4-4)，可充电电池(4-1)与处理器模块(2)相接，所述光照传感器(4-3)和电压/电流检测电路(4-4)均接处理器模块(2)。

2.按照权利要求1所述的一种太阳能供电无线传感器网络节点，其特征在于：还包括与处理器模块(2)相接的数据存储模块(5)。

3.按照权利要求1或2所述的一种太阳能供电无线传感器网络节点，其特征在于：还包括通过无线通信模块(6)与处理器模块(2)进行双向通信的终端计算机(7)。

Images