一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于應(yīng)用的特殊性，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通常部署于人類難以接近的區(qū)域執(zhí)行長(zhǎng)期連續(xù)的監(jiān)測(cè)和控制任務(wù)，節(jié)點(diǎn)的工作壽命和網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間要求長(zhǎng)達(dá)數(shù)月或數(shù)年。而現(xiàn)有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)一般采用容量有限的電池供電，對(duì)數(shù)量巨大的節(jié)點(diǎn)更換電池以延長(zhǎng)傳感器節(jié)點(diǎn)壽命是非常困難甚至是不可行的。因此如何能夠有效的補(bǔ)充無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的電池電能，從而真正的提高節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的工作壽命和生存周期，成為了當(dāng)前傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)的核心。
[0003]現(xiàn)有無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)通常使用能量有限的一次性鋰亞電池作為能源，現(xiàn)有技術(shù)中采用了各種算法來(lái)降低系統(tǒng)能耗以提高節(jié)點(diǎn)的生命周期，這種方法雖然能夠起到一定的節(jié)能效果，但一方面但無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的功能乃至整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能受到了一定的限制和影響。另一方面，沒有補(bǔ)充的能源也會(huì)很快耗盡。因此，能源問(wèn)題就成了制約整個(gè)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)生命周期的關(guān)鍵因素。
[0004]鑒于上述問(wèn)題，亟需提供一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，使其能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間工作，從而提高節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的工作壽命和生存周期。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明提供一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的長(zhǎng)時(shí)間工作。
[0006]第一方面，本發(fā)明提供一種無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次連接的傳感器、A/D轉(zhuǎn)換器和主控制器；
[0007]所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板；
[0008]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述鋰電池為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0009]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電。
[0010]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板不但為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，還為所述鋰電池充電。
[0011]優(yōu)選地，所述的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括控制開關(guān)，所述控制開關(guān)用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)打開所述不間斷電源系統(tǒng)，且在與所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉所述不間斷電源系統(tǒng)。
[0012]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)和第二預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)的個(gè)數(shù)為一個(gè)以上。
[0013]優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器為24位的數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
[0014]優(yōu)選地，所述A/D轉(zhuǎn)換器為AD7799數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片。
[0015]優(yōu)選地，所述傳感器和所述A/D轉(zhuǎn)換器之間設(shè)置有低通濾波器，所述低通濾波器用于濾掉所述傳感器采集的數(shù)據(jù)中的電源串?dāng)_信號(hào)。
[0016]優(yōu)選地，所述主控制器中設(shè)置有無(wú)線收發(fā)模塊；
[0017]所述A/D轉(zhuǎn)換器和所述主控制器之間設(shè)置有具有預(yù)設(shè)阻抗值的磁珠，所述磁珠用于將無(wú)線收發(fā)模塊的電源和地與A/D轉(zhuǎn)換器的電源和地進(jìn)行隔離，為A/D轉(zhuǎn)換器提供一個(gè)純凈的電源和地。
[0018]第二方面，本發(fā)明提供一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，包括匯聚節(jié)點(diǎn)、數(shù)據(jù)中心和多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)；
[0019]每個(gè)所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)短距離無(wú)線方式發(fā)送給所述匯集節(jié)占.V，
[0020]所述匯聚節(jié)點(diǎn)通過(guò)長(zhǎng)距離無(wú)線通信方式將所述多個(gè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。
[0021]優(yōu)選地，所述短距離無(wú)線通信方式為ZigBee通信。
[0022]優(yōu)選地，所述長(zhǎng)距離無(wú)線通信方式包括GPRS通信和短信息SMS通信。
[0023]由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)及無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)，通過(guò)設(shè)置不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板，所述不間斷電源系統(tǒng)不但能為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)提供不間斷的供電，并能夠?yàn)槠渲械匿囯姵爻潆姡瑥亩沟脽o(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間工作，因而提高了節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的工作壽命和生存周期。
【附圖說(shuō)明】
[0024]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0025]圖1是本發(fā)明實(shí)施例一提供的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明實(shí)施例的一的優(yōu)選實(shí)施例提供的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明實(shí)施例二提供的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例一提供的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)包括依次連接的傳感器11、A/D轉(zhuǎn)換器12和主控制器13 ;
[0030]所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括不間斷電源系統(tǒng)14，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板；
[0031]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓低于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述鋰電池為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電；
[0032]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第一預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電。
[0033]在所述太陽(yáng)能電池板輸出電壓大于等于第二預(yù)設(shè)閾值時(shí)，所述太陽(yáng)能電池板不但為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，還為所述鋰電池充電。
[0034]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)閾值為2.6V。
[0035]優(yōu)選地，所述第二預(yù)設(shè)閾值為3.0V。
[0036]本發(fā)明實(shí)施例所述的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置不間斷電源系統(tǒng)，所述不間斷電源系統(tǒng)包括鋰電池和太陽(yáng)能電池板，所述不間斷電源系統(tǒng)不但能為所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)提供不間斷的供電，并能夠?yàn)槠渲械匿囯姵爻潆?，從而使得無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間工作，因而提高了節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的工作壽命和生存周期。
[0037]無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)所接的傳感器主要采用2.5V供電電壓，雖然對(duì)電流要求普遍較小，但如果傳感器長(zhǎng)時(shí)間不間斷的使用依然會(huì)造成電能的快速流失，使鋰電池長(zhǎng)期處在充電狀態(tài)。由于鋰電池充放電次數(shù)有限，長(zhǎng)期充電會(huì)使鋰電池失效。為此，為了進(jìn)一步提高節(jié)點(diǎn)工作壽命，減少電池能量消耗，只在傳感器節(jié)點(diǎn)需要感知時(shí)再打開電源，在其他時(shí)間關(guān)閉電源。
[0038]因此，在本發(fā)明實(shí)施例一的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，參見圖2，所述無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)還包括控制開關(guān)15，所述控制開關(guān)15用于在第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)打開所述不間斷電源系統(tǒng)，且在與所述第一預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)的第二預(yù)設(shè)時(shí)間點(diǎn)關(guān)閉所述不間斷電源系統(tǒng)。
[0039]由于所述傳感器節(jié)點(diǎn)需要感知數(shù)據(jù)的時(shí)間可能為多個(gè)間隔