CN205336265U - 一种可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，包括有ZigBee无线通讯模块、模拟气压传感器、无线充电电路及感应线圈，其中模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号传输至ZigBee无线通讯模块，ZigBee无线通讯模块输出的信号经天线发送至ZigBee无线网络，无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器传递能量，且无线充电电路与锂电池连接，锂电池通过升压电路为模拟气压传感器供电，且升压电路通过电源转换电路为ZigBee无线通讯模块供电。本实用新型解决了传感器使用现场由于电池续航能力差、需频繁拆装传感器以更换充电电池的麻烦，实现气压传感器在现场可以进行无线充电的功能，大幅提高传感器带电连续使用时间。

Description

一种可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器

技术领域

本实用新型涉及一种可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，属于ZigBee网络无线气压传感器的创新技术。

背景技术

传统的气压测量装置一般采用机械式气压表直接测量或者单一的传感器测量，由人工现场读数完成数据采集，机械式气压表测量虽然简单，但需要花费大量劳动力且实时性较差，在数据采集过程中还容易出现人为错误；当现场有大量的气压（如气囊船舶下水施工技术中有大量的气囊）需要测量时，每读完一次所有气压数据需要大量的时间。而基于ZigBee网络模式的无线气压传感器网络则可测量多个测量点的气压并通过ZigBee协调器将各气压点的气压数据收集在一起，再通过PC界面显示，也可以通过网络协议转换器将其送入云端并通过手机、平板电脑等查看气压数据。

ZigBee技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。在要求数据采集或监控的网点多、传输数据量不大但设备成本低、数据传输安全性高、设备体积小、地形复杂需要较大的网络覆盖等条件下，ZigBee技术可以充分发挥它的优势。而且ZigBee联盟制定了一个全球开放的标准，适用于设计可靠的、成本效益型、低功耗无线网络监测及其控制产品。

ZigBee技术组成的无线传感网络为中短距离、低速率无线传感器网络。射频传输成本低，各节点只需要很少的能量；功耗低，适于电池长期供电；可实现一点对多点，两点间对等通信；具有快速组网自动配置、自动恢复功能；任意个传感器之间可相互协调实现数据通信。可适用于工业控制、现代化农业监控、数字家庭、智能楼宇监控、环境监测等领域。

基于ZigBee网络的气压传感器由锂离子电池驱动。由于电池容量有限，一次充电传感器只能工作有限的时间，故现有传感器在使用现场由于电池续航能力差，存在需频繁拆装传感器以更换充电电池的麻烦。随着无线充电技术的不断发展和日趋成熟，传统工业检测技术传感器节点电源的续航能力有限这一问题也迎刃而解。无线充电技术是指具有电池的装置通过电磁感应等无线方式取得电力而进行充电。无线充电技术的出现，一是为了解决在现有电池技术跟不上电子产品发展的情况下，使用户得到相对方便快捷的充电需求；二是可以将现有不统一的电子产品电源接口进行统一，解决充电设备通用性的问题；三是无线充电不需要外接充电接口，从而解决电子产品浸水问题，还可以防止灰尘进入电子产品。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种可无线充电的ZigBee网络模式的无线气压传感器。本实用新型解决了传感器使用现场由于电池续航能力差、需频繁拆装传感器以更换充电电池的麻烦，实现了气压传感器现场通过无线充电发射器充电的功能，大幅提高了传感器带电连续使用时间。

本实用新型的技术方案是：本实用新型的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，包括有ZigBee无线通讯模块、模拟气压传感器、无线充电电路及感应线圈，其中模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号传输至ZigBee无线通讯模块，ZigBee无线通讯模块输出的信号经天线发送至ZigBee无线网络，无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器传递能量，且无线充电电路与锂电池连接，锂电池通过升压电路为模拟气压传感器供电，且升压电路通过电源转换电路为ZigBee无线通讯模块供电。

本实用新型采用的技术方案与其他技术相比，本实用新型在现场使用Qi无线充电发射器对传感器充电，除了传感器有防水防尘的优点，能够在室外使用之外，本实用新型还有效地解决了传感器终端节点需要不断更换电池的麻烦，能够确保节点长时间工作不掉电，解决了传感器使用现场由于电池续航能力差、需频繁拆装传感器以更换充电电池的麻烦，实现了气压传感器现场通过无线充电发射器充电的功能，大幅提高了传感器带电连续使用时间；此外，本实用新型无论电池或是充电电源出现故障，都能通过指示灯及时反映问题及原因，能保护中央控制芯片不被高电压电流损坏。本实用新型传感器可应用于船舶下水施工用气囊气压监测、现场工业控制、轮胎压力监测、环境监测、医疗等领域。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

具体实施方式

实施例：

本实用新型的原理框图如图1所示，可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于包括有ZigBee无线通讯模块、模拟气压传感器、无线充电电路及感应线圈，其中模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号传输至ZigBee无线通讯模块，ZigBee无线通讯模块输出的信号经天线发送至ZigBee无线网络，无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器传递能量，且无线充电电路与锂电池连接，锂电池通过升压电路为模拟气压传感器供电，且升压电路通过电源转换电路为ZigBee无线通讯模块供电。

本实施例中，上述充电控制电路中包括有充电控制芯片，充电控制芯片通过感应线圈和Qi无线充电发射器传递能量。

本实施例中，上述ZigBee无线通讯模块包括射频前端放大电路及射频通信电路，射频通信电路包括有微处理器及RF收发器，模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号通过A/D转换端口传输至微处理器，微处理器输出的信号由RF收发器及射频放大电路经天线发送至ZigBee无线网络。

本实施例中，上述升压电路通过电源转换电路为射频通信电路和射频前端放大电路供电。

本实施例中，上述微处理器连接有指示模块。

本实施例中，上述指示模块包括有电源状态指示灯、网络状态指示灯、运行状态指示灯。

本实施例中，上述无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器是通过无线的方式实现电能的传递。

本实施例中，上述感应线圈是由德国伍尔特公司生产的型号为760308101303的感应线圈。上述Qi无线充电发射器是采用无线充电联盟（WPC）的Qi标准。

本实用新型的工作原理是：如图1所示，当锂电池电量不足时，使用Qi无线充电发射器对电池进行充电，充电时，无线充电发射器接通外部电源，通过伍尔特感应线圈连接充电控制芯片，充电控制芯片经过判断后决定是否对锂电池充电，若适配器提供的电压状态符合充电标准，充电控制芯片向锂电池按设定的充电电流进行充电，锂电池充满之后，充电控制芯片自动终止充电模式。当系统进入正常工作过程，接通锂电池后，先经升压电路将3.7V电压变为标准5V电压，一路5V电压经3.3V电压转换电路后将为3.3V电压供电至射频通信电路和射频前端放大电路正常工作；另一路5V电压供模拟气压传感器正常工作。

上面结合附图原理框图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以对其做出种种变化。

Claims (9)

1.一种可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于包括有ZigBee无线通讯模块、模拟气压传感器、无线充电电路及感应线圈，其中模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号传输至ZigBee无线通讯模块，ZigBee无线通讯模块输出的信号经天线发送至ZigBee无线网络，无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器传递能量，且无线充电电路与锂电池连接，锂电池通过升压电路为模拟气压传感器供电，且升压电路通过电源转换电路为ZigBee无线通讯模块供电。

2.根据权利要求1所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述充电控制电路中包括有充电控制芯片，充电控制芯片通过感应线圈和Qi无线充电发射器传递能量。

3.根据权利要求1所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述ZigBee无线通讯模块包括射频前端放大电路及射频通信电路，射频通信电路包括有微处理器及RF收发器，模拟气压传感器检测到气压变化产生模拟输出信号通过A/D转换端口传输至微处理器，微处理器输出的信号由RF收发器及射频放大电路经天线发送至ZigBee无线网络。

4.根据权利要求3所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述升压电路通过电源转换电路为射频通信电路和射频前端放大电路供电。

5.根据权利要求3所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述微处理器连接有指示模块。

6.根据权利要求5所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述指示模块包括有电源状态指示灯、网络状态指示灯、运行状态指示灯。

7.根据权利要求1至6任一项所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述无线充电电路通过感应线圈与Qi无线充电发射器是通过无线的方式实现电能的传递。

8.根据权利要求7所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述感应线圈是型号为760308101303的感应线圈。

9.根据权利要求7所述的可无线充电的ZigBee网络无线气压传感器，其特征在于上述Qi无线充电发射器是采用无线充电联盟的Qi标准。