一種野外無(wú)線傳感器嵌入式實(shí)時(shí)控制充電裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種野外無(wú)線傳感器嵌入式實(shí)時(shí)控制充電裝置，屬于電子產(chǎn)品技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著傳感器技術(shù)的不斷提高，無(wú)線傳感器被越來(lái)越多的應(yīng)用在各行各業(yè)上。傳統(tǒng)的無(wú)線傳感器由電池或者發(fā)電機(jī)提供電源從而構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)電能使用完畢后必須更換電池或者直接更換無(wú)線傳感器，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力而且造成了資源浪費(fèi)。采用能量收集的無(wú)線傳感器可以將電磁波轉(zhuǎn)化為電能來(lái)進(jìn)行供電，但是只依賴自然環(huán)境中的電磁波遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足無(wú)線傳感器的工作需要，效率很低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供了一種野外無(wú)線傳感器嵌入式實(shí)時(shí)控制充電裝置，將本裝置放置在能量收集的無(wú)線傳感器附近，能夠自動(dòng)打開(kāi)箱體，將升降桿升起，并打開(kāi)太陽(yáng)能薄膜給蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保，當(dāng)蓄電池電量較多時(shí)打開(kāi)無(wú)線電波發(fā)射器，對(duì)周圍無(wú)線傳感器進(jìn)行充電，提高了充電效率。升降桿上的風(fēng)速傳感器可以測(cè)量風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力較大時(shí)，自動(dòng)將裝置收入到箱體內(nèi)，防止設(shè)備損壞，無(wú)需人工干預(yù)，操作簡(jiǎn)便。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種野外無(wú)線傳感器嵌入式實(shí)時(shí)控制充電裝置，包括箱體1、承重盒2、控制模塊3、蓄電池4、電機(jī)I 5、滑動(dòng)軌6、限位片I 7、傳動(dòng)皮帶8、箱蓋9、滑道10、滾動(dòng)珠11、圓孔12、空心立柱13、升降桿14、電機(jī)II 15、無(wú)線電波發(fā)射器16、風(fēng)速傳感器17、固定桿18、傳動(dòng)齒輪19、螺紋桿20、圓形限位器21、微型馬達(dá)22、齒輪23、支撐臺(tái)24、金屬支架25、太陽(yáng)能薄膜26、固定頭27、軸承28、開(kāi)關(guān)39、限位塊I 40、限位塊II 41、限位片II 42 ;
箱體I上部有兩扇可以對(duì)開(kāi)的箱蓋9，承重盒2安裝在箱體2下部，承重盒2內(nèi)左側(cè)安裝有控制模塊3，右側(cè)安裝有蓄電池4，控制模塊3與蓄電池4、電機(jī)I 5、限位片I 7、電機(jī)II 15、無(wú)線電波發(fā)射器16、風(fēng)速傳感器17、圓形限位器21、微型馬達(dá)22、開(kāi)關(guān)39、限位塊I 40、限位塊II 41、限位片II 42連接，蓄電池4與電機(jī)I 5、電機(jī)II 15、無(wú)線電波發(fā)射器16、風(fēng)速傳感器17、微型馬達(dá)22、太陽(yáng)能薄膜26、開(kāi)關(guān)39連接，空心立柱13固定在承重盒2中心，箱體I兩側(cè)安裝有滑動(dòng)軌6，滑動(dòng)軌6上安裝有限位片I 7，箱體I左側(cè)內(nèi)部上安裝有限位塊I 40，滑動(dòng)軌6頂端裝有滾動(dòng)珠11，滾動(dòng)珠11嵌入在箱蓋9內(nèi)側(cè)的滑道10中，電機(jī)I 5的齒輪與滑動(dòng)軌6咬合，并通過(guò)傳動(dòng)皮帶8連接另一側(cè)的傳動(dòng)齒輪19，空心立柱13中安裝有升降桿14，空心立柱13內(nèi)部左側(cè)裝有限位塊II 41，升降桿14 一側(cè)的齒與電機(jī)II 15的齒輪咬合，升降桿14左側(cè)中下部安裝有限位片II 42，升降桿14上部一側(cè)裝有無(wú)線電波發(fā)射器16和風(fēng)速傳感器17，升降桿14內(nèi)部中間安裝有固定桿18，螺紋桿20安裝在固定桿18上，螺紋桿20上部和下部裝有圓形限位器21，在上下限位器之間裝有微型馬達(dá)22和齒輪23，支撐臺(tái)24固定在齒輪23上，支撐臺(tái)24上安裝有金屬支架25，螺紋桿20頂部安裝有固定頭27，固定頭27上裝有軸承28，太陽(yáng)能薄膜26固定在軸承上28并依附于金屬支架25，箱蓋9上開(kāi)有與升降桿14同口徑的圓孔12，開(kāi)關(guān)39位于箱體I外側(cè)底部。
[0005]所述控制模塊3包括單片機(jī)模塊29、風(fēng)速測(cè)量裝置30、震蕩模塊31、電量檢測(cè)模塊32、展開(kāi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路33、開(kāi)合電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路34、升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路35、限位控制模塊36、整形模塊37、發(fā)射模塊38 ;其中風(fēng)速測(cè)量裝置30、發(fā)射模塊38、電量檢測(cè)模塊32、展開(kāi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路33、開(kāi)合電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路34、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路35、限位控制模塊36與單片機(jī)模塊29相連，震蕩模塊31與整形模塊37相連，整形模塊37與發(fā)射模塊38相連。
[0006]所述震蕩模塊31包括電阻Rl、R2、R3、R4、R5，電容Cl、C2，二極管Dl、D2，放大器OPl ;其中電容C2 —端接地，另一端接Cl，R2與C2并聯(lián)，Cl另一端接電阻Rl，Rl另一端接OPl的輸出端，OPl的“ +，，級(jí)接在Cl和C2的連線上，“-，，級(jí)接R3，R3的另一端接地，OPl的端口 2和端口 4接5V電源，R4 一端接在OPl的級(jí)與R3的連線上，另一端接Dl的發(fā)射極、R5和D2的輸入端，Dl、R5、D2并聯(lián)后接OPl的輸出端，R4的滑動(dòng)端接在OPl的級(jí)與R3的連線上。
[0007]所述整形模塊37包括電阻R6、R7，放大器0P2，二極管D3、D4 ;其中R6—端接震蕩模塊310P1的輸出端，另一端接0P2的“ + ”級(jí)，0P2的級(jí)接地，R7 一端接在0P2的輸出端上，另一端輸出，D3和D4的發(fā)射極相對(duì)而接，D4的輸出端接地，D3的輸出端接在R7的輸出端上。
[0008]所述發(fā)射模塊38包括電阻R8、R9，電容C3、C4、C5、C6，三極管Q1、Q2，變壓器T，電感L1、L2 ;其中R8 —端連整形模塊37的輸出端，另一端連Ql的基極，Ql的發(fā)射極接地，C3一端連在R8與Ql的連線上，另一端與T連接，C4 一端連Ql的集電極，另一端與C3和T的連線相連，C5 一端連在C4與Ql的集電極連線上，另一端與Q2的基極相連，Q2的發(fā)射極與整形模塊37的輸出端相連，R9 一端與C5與Q2的連線上相連，另一端與Q2與整形模塊37的輸出端的連線上相連，T的一端連接在C5與C4和Ql的連線上，另一端接電源，電感LI 一端連在T上，另一端與C6相連，Q2的集電極連在LI與C6的連線上，C6另一端連接L2，L2的另一端接天線。
[0009]所述電量檢測(cè)模塊32包括電阻R10、R11、R12，待測(cè)電阻RS，電容C7，C8，電感L3 ；其中RlO和C7并聯(lián)后一端接RS，另一端接Rll，Rll的另一端與并聯(lián)后的R12和C8相連，Rl2和C8并聯(lián)后的另一端接L3，L3另一端接RS。
[0010]所述限位控制模塊36包括觸動(dòng)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3、S4、S5、S6 ;其中S1、S2、S3、S4、S5、S6分別與單片機(jī)模塊29的P0.0, P0.1, P0.2, P0.3, P0.4, P0.5連接，另一端接地；S1、S2安裝在控制滑動(dòng)軌6的限位塊I 40上，S3、S4安裝在控制升降桿14的限位塊II 41上，S5、S6安裝在圓形限位器21上。
[0011]其中，單片機(jī)模塊29可為AT89S51 ;風(fēng)速測(cè)量裝置30出自(邵玟，《基于單片機(jī)的風(fēng)速檢測(cè)系統(tǒng)》，華電技術(shù)，2008，30,6);展開(kāi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路33出自(虞君錨，向中凡，文海鷗，《基于ATmegal6單片機(jī)的智能傘控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》，計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制，2011，19 (8));開(kāi)合電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路34出自(龍敏，陳雪玲，秦紅紅，《基于單片機(jī)的低功耗智能開(kāi)合器的設(shè)計(jì)》，工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2012.25 (5));升降電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路35出自(盧洪武，鄉(xiāng)玉龍，趙寧《國(guó)旗升降控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》，電子制作，2007)
本發(fā)明的使用過(guò)程是: 本裝置使用時(shí)先打開(kāi)開(kāi)關(guān)39，單片機(jī)模塊29控制電機(jī)I 5將滑動(dòng)軌6升起，電機(jī)I 5通過(guò)傳動(dòng)皮帶8帶動(dòng)另一側(cè)的傳動(dòng)齒輪19，當(dāng)滑動(dòng)軌6上的限位片I 7觸碰到限位塊I 40后電機(jī)I 5停止，限位控制模塊36利用單片機(jī)模塊29的PO 口來(lái)控制信號(hào)的輸入，因此當(dāng)限位片I 7觸碰到限位塊I 40或限位塊II 41觸碰到限位片II 42時(shí)，不同的開(kāi)關(guān)給單片機(jī)模塊29的PO端口輸入低電平，然后單片機(jī)模塊29以此來(lái)控制電機(jī)的停止。
[0012]箱蓋9打開(kāi)后，單片機(jī)模塊29控制電機(jī)II 15將升降桿14升起，到達(dá)限位塊II 41后停止，微型馬達(dá)22帶動(dòng)齒輪23轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪23螺旋升起，將支撐臺(tái)24上的金屬支架25緩緩打開(kāi)，固定在軸承上28的太陽(yáng)能薄膜26也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)圓形限位器21后停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)太陽(yáng)能薄膜26已完全打開(kāi)。太陽(yáng)能薄膜26打開(kāi)后，單片機(jī)模塊3控制電機(jī)I 5將箱蓋9關(guān)閉，箱蓋9上的圓孔12將升降桿14固定緊并防止灰塵進(jìn)入箱體I內(nèi)。
[0013]電量檢測(cè)模塊32對(duì)蓄電池4中的電量進(jìn)行檢測(cè)，在蓄電池4兩端加一個(gè)電流源，然后檢測(cè)蓄電池4的端電壓，從而求出內(nèi)阻RS。具體方法是將蓄電池充滿后放電，記錄放電過(guò)程中內(nèi)阻與電量的大小，可獲得放電曲線，即剩余電量與蓄電池內(nèi)阻間的關(guān)系，由此單片機(jī)模塊29可以根據(jù)測(cè)到的蓄電池內(nèi)阻來(lái)判斷蓄電池的剩余電量。
[0014]當(dāng)電量充足時(shí)，震蕩模塊31開(kāi)始工作，R1、C1、R2、C2串并聯(lián)電路構(gòu)成正反饋，用來(lái)產(chǎn)生正弦自激震蕩，R5和二極管Dl，D2構(gòu)成負(fù)反饋和穩(wěn)幅電路。調(diào)整R5可以改變放大電路的電壓正義，滿足所需要的幅值。選用兩只二極管反相并聯(lián)，目的是使輸出電壓在正負(fù)兩個(gè)半周期內(nèi)輪流工作，并且輸出的振幅相同。
[0015]震蕩模塊31將正弦波輸入到整形模塊37中，比較器0P2用來(lái)比較輸入電壓和參考電壓，當(dāng)輸入電壓小于參考電壓時(shí)，0P2處于負(fù)飽和狀態(tài)，當(dāng)輸入電壓大于參考電壓時(shí)，0P2進(jìn)入正飽和狀態(tài)，由此將震蕩模塊31輸出的正弦波轉(zhuǎn)換為方波。