CN203206479U - 无线传感器网络节点 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种无线传感器网络节点，包括微处理器、环境检测模块、无线收发装置、用于给微处理器提供唤醒信号的时钟模块和用于供电的电源模块；电源模块包括太阳能电池板和充电电池，所述微处理器分别与环境检测模块、时钟模块和无线收发装置电连接。本实用新型具有能耗低，使用寿命长；降低了无线传感器网络的使用成本；提高了无线传感器网络的稳定性和可靠性的特点。

Description

无线传感器网络节点
技术领域
本实用新型涉及无线传感器网络领域，尤其是涉及一种使用寿命长的无线传感器网络节点。
背景技术
无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，以协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内被感知对象的信息，并最终把这些信息发送给网络所有者。
传感器网络实现了数据的采集、处理和传输等功能。无线传感器网络可应用到军事、航空、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。
通常的无线传感器网络节点的电池能量有限，当传感器节点的电池能量耗尽时，该无线传感器网络节点就会失效；导致无线传感器网络使用成本高，网络稳定性差和可靠性差。                                                 
中国专利授权公开号CN202178877U，授权公开日2012年3月28日公开了一种无线传感器网络系统的传感器节点，包括：处理器模块、与该处理器模块相连的传感器模块、与该处理器模块相连的数据存储模块、以及与该处理器模块相连的无线收发模块。该实用新型存在传感器节点的电池能量有限，传感器节点很容易失效的问题。
发明内容
本实用新型是为了克服现有技术中的传感器节点的电池能量有限，传感器节点很容易失效的不足，提供了一种使用寿命长的无线传感器网络节点。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种无线传感器网络节点，包括微处理器、环境检测模块、无线收发装置、用于给微处理器提供唤醒信号的时钟模块和用于供电的电源模块；电源模块包括太阳能电池板和充电电池，所述微处理器分别与环境检测模块、时钟模块和无线收发装置电连接。
本实用新型的无线传感器网络节点的电源模块包括太阳能电池板和充电电池，充电电池为节点直接供电，太阳能电池板为充电电池充电，在太阳能电池板的使用寿命内，太阳能电池板可以给充电电池充电，从而延长了节点的使用寿命。
传统的无线传感器网络节点的微处理器的状态包括睡眠状态和激活状态，睡眠状态和激活状态在短时间内频繁转换，在激活状态下无线收发装置检测是否有数据采集指令，而实际的数据采集往往间隔较长时间才进行一次，频繁的唤醒节点会造成电源模块的电能大量消耗，从而导致节点的快速失效。
本实用新型的无线传感器网络构建完成后，无线传感器网络的服务器向各个节点发送同步信号，各节点根据同步信号完成本地时钟与服务器时钟的同步。
本地时钟同步之后，设定每个节点的时钟模块的唤醒信号的发送时间。节点通常处于休眠状态。
当时钟模块的时钟达到唤醒信号的发送时间时，时钟模块给控制器发送唤醒信号，从而唤醒整个节点，环境检测模块进行环境检测，无线收发装置接收服务器的指令及将环境检测模块采集的检测数据传输给服务器；检测数据传输完毕后，节点再次进入休眠状态。
综上所述，本实用新型的无线传感器网络节点能耗低，使用寿命长，降低了无线传感器网络的使用成本，提高了无线传感器网络的稳定性和可靠性。
作为优选，所述太阳能电池板采用单晶硅或多晶硅材料。
作为优选，所述时钟模块采用DS1302或 DS1307时钟芯片。
作为优选，所述环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和辐射传感器。
温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和辐射传感器分别用于检测环境的温度、湿度、光线强度及射线强度。
作为优选，所述环境检测模块还包括风速传感器、震动传感器和声音传感器。
风速传感器、震动传感器和声音传感器分别用于检测环境的风速、震动强度和噪声强度。
作为优选，无线收发装置包括用于传输传感器的检测数据的第一射频收发器和用于传输同步信号的第二射频收发器。
第一、第二射频收发器采用的频段不同，确保同步信号和采集的检测数据在传输过程中不会发生信号干扰，避免了信号干扰所造成的数据丢失等问题的出现。
因此，本实用新型具有如下有益效果：（1）能耗低，使用寿命长；（2）降低了无线传感器网络的使用成本；（3）提高了无线传感器网络的稳定性和可靠性。
附图说明
图1是本实用新型的一种原理框图。
图中：微处理器1、环境检测模块2、无线收发装置3、时钟模块4。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。
如图1所示的实施例是一种无线传感器网络节点，包括微处理器1、环境检测模块2、无线收发装置3、用于给微处理器提供唤醒信号的时钟模块4和用于供电的电源模块；电源模块包括太阳能电池板和充电电池，微处理器分别与环境检测模块、时钟模块和无线收发装置电连接。
太阳能电池板采用多晶硅材料。时钟模块采用DS1307时钟芯片。环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和辐射传感器。环境检测模块还包括风速传感器、震动传感器和声音传感器。无线收发装置包括用于传输传感器的检测的第一射频收发器和用于传输同步信号的第二射频收发器。
本实用新型的工作过程如下：
无线传感器网络构建完成后，无线传感器网络的服务器向各个节点发送同步信号，各节点根据同步信号完成本地时钟与服务器时钟的同步；
本地时钟同步之后，设定每个节点的时钟模块的唤醒信号的发送时间；节点通常处于休眠状态；
当时钟模块的时钟达到唤醒信号的发送时间时，时钟模块给控制器发送唤醒信号，从而唤醒整个节点，无线收发装置接收服务器的指令，当微处理器收到无线收发装置所传来的环境检测指令时，微处理器控制环境检测模块的各个传感器对环境的温度、湿度、光线强度、射线强度、风速、震动强度和噪声强度进行检测；无线收发装置将环境检测模块采集的检测数据传输给服务器；检测数据传输完毕后，节点再次进入休眠状态；
当时钟模块的时钟再次达到唤醒信号的发送时间时，时钟模块再次给控制器发送唤醒信号，从而唤醒整个节点并重复上述的环境检测及数据传输过程。

Claims (6)

1.一种无线传感器网络节点，其特征是，包括微处理器（1）、环境检测模块（2）、无线收发装置（3）、用于给微处理器提供唤醒信号的时钟模块（4）和用于供电的电源模块；电源模块包括太阳能电池板和充电电池，所述微处理器分别与环境检测模块、时钟模块和无线收发装置电连接。
2.根据权利要求1所述的无线传感器网络节点，其特征是，所述太阳能电池板采用单晶硅或多晶硅材料。
3.根据权利要求1所述的无线传感器网络节点，其特征是，所述时钟模块采用DS1302或 DS1307时钟芯片。
4.根据权利要求1所述的无线传感器网络节点，其特征是，所述环境检测模块包括温度传感器、湿度传感器、亮度传感器和辐射传感器。
5.根据权利要求4所述的无线传感器网络节点，其特征是，所述环境检测模块还包括风速传感器、震动传感器和声音传感器。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的无线传感器网络节点，其特征是，无线收发装置包括用于传输传感器的检测数据的第一射频收发器和用于传输同步信号的第二射频收发器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105588923A (zh) * 2016-03-30 2016-05-18 澳门理工学院 基于环境监测仪的环境监测方法及环境监测装置
CN117007136A (zh) * 2023-10-07 2023-11-07 深圳市千岩科技有限公司 环境感知数据检测方法、装置及设备

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