CN202333904U - 一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，包含通过电路依次串联的：电源模块、充电模块、供电模块、环境监控无线节点模块。本实用新型智能化程度高、工作性能可靠、节约资源，延长使用寿命。

Description

一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统

技术领域

本实用新型涉及一种电源系统，特别涉及一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统。

背景技术

随着世界工业化的不断发展，环境问题越来越受到人们的关注。研究开发网络化、智能化的环境监控系统以高效、实时、准确的获取环境数据，是解决环境问题的一种重要手段，为环境保护和环境治理提供科学的依据。

无线传感器网络作为一项新兴的技术，是一种由传感器节点构成的网络，能够协同地实时监测、感知和采集节点部署区的观察者感兴趣的感知对象的各种信息，如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象，并对其进行处理，处理后的信息通过无线方式发送，并以自组多跳的网络方式传送给观察者。

现有技术中，无线传感器网络节点通常采用有限电源供电技术，当电源电力耗尽时，整个节点也就被遗弃。无线传感器网络的这一特点，起源于无线传感器网络最初的应用场合一般是处于环境比较恶劣，对节点进行维护时不可实现或是在成本上是不经济的。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，智能化程度高、工作性能可靠、节约资源，延长使用寿命。

为了实现以上目的，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，包含通过电路依次串联的：电源模块、充电模块、供电模块、环境监控无线节点模块。

所述的电源模块包含各自独立的：太阳能装置、市电装置、低压交流装置；所述的太阳能装置、市电装置、低压交流装置分别与充电模块通过电路相连。

所述的充电模块为线性充电电路。

所述的太阳能装置包含通过电路依次串联的：太阳能电源和太阳能电压转换电路；所述的市电装置包含通过电路依次串联的：市电电源和市电电压转换电路；所述的低压交流装置包含通过电路依次串联的：低压交流电源和低压交流电压转换电路；所述的太阳能电压转换电路、市电电压转换电路和低压交流电压转换电路分别通过电路与充电模块相连。

所述的太阳能电压转换电路、市电电压转换电路和低压交流电压转换电路与充电模块之间还分别设有二极管。

所述的供电模块包含电路连接的：稳压芯片和可充电电池。

所述的环境监控无线节点模块包含：主控制器以及分别通过电路与主控制器相连的传感器组和无线射频模块。

所述的传感器组中集成包含有温湿度传感器、氧气传感器以及二氧化碳传感器。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、智能化程度高；

2、工作性能可靠；

3、节约资源；

5、延长使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统的系统框图；

图2为本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统的电源模块与充电模块的连接框图；

图3为本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统中引入整流二极管的电源模块与充电模块的连接框图；

图4为本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统的充电模块的电路图；

图5为本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统的环境监控无线节点模块的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图，通过详细说明一个较佳的具体实施例，对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，包含通过电路依次串联的：电源模块1、充电模块2、供电模块3、环境监控无线节点模块4。

如图2所示，电源模块1包含各自独立的：太阳能装置11、市电装置12、低压交流装置13；太阳能装置11、市电装置12、低压交流装置13分别与充电模块2通过电路相连。

如图2所示，太阳能装置11包含通过电路依次串联的：太阳能电源111和太阳能电压转换电路112；市电装置12包含通过电路依次串联的：市电电源121和市电电压转换电路122；低压交流装置13包含通过电路依次串联的：低压交流电源131和低压交流电压转换电路132；其中，太阳能电压转换电路112、市电电压转换电路122和低压交流电压转换电路132分别通过电路与充电模块2相连。在本实施例中，太阳能电源111提供9V~18V直流电压，太阳能电压转换电路112选用TPS5420芯片，能够实现5V的稳定输出；市电电源121提供220V交流电压，市电电压转换电路122选用现有技术的AC220V转DC5V的模块，能够实现5V的稳定输出；低压交流电源131提供24V交流电压，低压交流电压转换电路132选用现有技术的AC24V转DC5V的模块，同样能够实现5V的稳定输出。

如图3所示，在本实施例中，在太阳能电压转换电路112、市电电压转换电路122和低压交流电压转换电路132与充电模块2中间分别连接一个整流二极管，可以保证同时输送5V电压至充电模块2给供电模块3充电，实现了环境监控无线节点系统的供电方式的多样化。

如图4所示，充电模块2为线性充电电路，该电路中的主充电元件选用CN3066芯片，该芯片具有电池温度检测输入端，如果可充电电池温度过低或过高，则充电将被停止，对可充电电池的寿命及使用安全起到了保护作用。

供电模块3包含电路连接的：稳压芯片和可充电电池。在本实施例中，可充电电池选用可充电锂聚合物电池，该电池能量比高、使用寿命长、高低温适应性强的特点，可在-20℃~60℃环境下使用，完全可以满足正常环境监控节点的需要；稳压芯片选用LDO芯片，可将锂电池的输出电压稳压到3.3V，为环境监控无线节点模块4提供稳定的电压，并且多种供电方式可同时或单一的对锂电池进行充电，以保证环境监控无线节点系统的长期运行。

如图5所示，环境监控无线节点模块4包含：主控制器42以及分别通过电路与主控制器42相连的传感器组41和无线射频模块43；传感器组41中集成有温湿度传感器、氧气传感器以及二氧化碳传感器，用于外部数据的采集，以实现对环境的实时监控。在本实施例中，主控制器42选用8051控制器，无线射频模块43选用DSSS射频收发器，该8051控制器和DSSS射频收发器集成在一个CC2430芯片中，能够保证低成本和低功耗，满足环境监控无线节点模块4的长期运行。

综上所述，本实用新型一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，智能化程度高、工作性能可靠、节约资源，延长使用寿命。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，包含通过电路依次串联的：电源模块（1）、充电模块（2）、供电模块（3）、环境监控无线节点模块（4）。

2.根据权利要求1所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的电源模块（1）包含各自独立的：太阳能装置（11）、市电装置（12）、低压交流装置（13）；所述的太阳能装置（11）、市电装置（12）、低压交流装置（13）分别与充电模块（2）通过电路相连。

3.根据权利要求2所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的充电模块（2）为线性充电电路。

4.根据权利要求2所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的太阳能装置（11）包含通过电路依次串联的：太阳能电源（111）和太阳能电压转换电路（112）；所述的市电装置（12）包含通过电路依次串联的：市电电源（121）和市电电压转换电路（122）；所述的低压交流装置（13）包含通过电路依次串联的：低压交流电源（131）和低压交流电压转换电路（132）；所述的太阳能电压转换电路（112）、市电电压转换电路（122）和低压交流电压转换电路（132）分别通过电路与充电模块（2）相连。

5.根据权利要求4所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的太阳能电压转换电路（112）、市电电压转换电路（122）和低压交流电压转换电路（132）与充电模块（2）之间还分别设有二极管。

6.根据权利要求1所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的供电模块（3）包含电路连接的：稳压芯片和可充电电池。

7.根据权利要求1所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的环境监控无线节点模块（4）包含：主控制器（42）以及分别通过电路与主控制器（42）相连的传感器组（41）和无线射频模块（43）。

8.根据权利要求1所述的基于多种供电方式的环境监控无线节点系统，其特征在于，所述的传感器组（41）中集成包含有温湿度传感器、氧气传感器以及二氧化碳传感器。

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