[發明專利]多收發器微型超低功耗智能無線傳感器

無效

• 申請號: 200610151229.0
• 申請日: 2006-12-31
• 公開（公告）號: CN101211500A
• 公開（公告）日: 2008-07-02
• 發明（設計）人: 李建中;李金寶;徐輝
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學;哈爾濱工業大學
• 主分類號: G08C17/02
• 分類號: G08C17/02;G08C17/00
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本發明涉及一種通信領域中用于構建無線傳感器網絡的裝置，具體涉及一種多收發器微型超低功耗智能無線傳感器。

背景技術：

隨著通信技術、嵌入式計算技術和傳感器技術的飛速發展和日益成熟，具有感知能力、計算能力和通信能力的微型傳感器開始在世界范圍內出現。由這些微型傳感器構成的傳感器網絡引起了人們的極大關注，這種傳感器網絡綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術，能夠協作地實時監測、感知和采集網絡分布區域內的各種環境或監測對象的信息，并對這些信息進行處理，獲得詳盡而準確的信息，傳送到需要這些信息的用戶，傳感器網絡可以使人們在任何時間、地點和任何環境條件下獲取大量詳實而可靠的信息，因此這種網絡系統可以被廣泛地應用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐抗災等領域。傳感器網絡是信息感知和采集的一場革命。

由于傳感器網絡的巨大應用價值，它已經引起了世界許多國家的軍事部門、工業界和學術界的極大關注。美國自然科學基金委員會2003年制定了傳感器網絡研究計劃，投資34?000?000美元，支持相關基礎理論的研究。美國國防部和各軍事部門都對傳感器網絡給予了高度重視，在C4ISR的基礎上提出了C4KISR計劃，強調戰場情報的感知能力、信息的綜合能力和信息的利用能力，把傳感器網絡作為一個重要研究領域，設立了一系列的軍事傳感器網絡研究項目。美國英特爾公司、美國微軟公司等信息工業界巨頭也開始了傳感器網絡方面的工作，紛紛設立或啟動相應的行動計劃。日本、英國、意大利、巴西等國家也對傳感器網絡表現出了極大的興趣，紛紛展開了該領域的研究工作。

傳感器網絡是由一組傳感器以Ad?Hoc方式構成的有線或無線網絡，其目的是協作地感知、采集和處理網絡覆蓋的地理區域中感知對象的信息，并發布給觀察者。傳感器、感知對象和觀察者是傳感器網絡的3個基本要素；有線或無線網絡是傳感器之間、傳感器與觀察者之間的通信方式，用于在傳感器與觀察者之間建立通信路徑；協作地感知、采集、處理、發布感知信息是傳感器網絡的基本功能。一組功能有限的傳感器協作地完成大的感知任務是傳感器網絡的重要特點。傳感器網絡中的部分或全部節點(傳感器)可以移動。傳感器網絡的拓撲結構也會隨著節點的移動而不斷地動態變化。節點間以Ad?Hoc方式進行通信，每個節點都可以充當路由器的角色，并且每個節點都具備動態搜索、定位和恢復連接的能力。

無線傳感器網絡的一個關鍵問題是傳感器節點的實現問題。在無線傳感器網絡中，傳感器節點一般由電池供電，而且傳感器數量大、分布范圍廣，需要分布在各種各樣不同的環境中，如敵對區域、危險區域、人跡罕至或無人區域，在這些環境中，傳感器節點維護十分困難甚至不可維護。因此能夠長期在不同環境下(尤其是惡劣環境)工作的微型傳感器是實現傳感器網絡的關鍵問題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種用于構建無線傳感器網絡的具有多個無線通信模塊的微型、超低功耗，并且實現在不同環境下長期、穩定、可靠地工作，并提供較強的通信、處理和大數據量的存儲能力的多收發器微型超低功耗智能無線傳感器。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種多收發器微型超低功耗智能無線傳感器，其包括：一組處理器板和與其連接的一組傳感器板，所述的傳感器板上裝有傳感器模塊，所述的處理器板上裝有一組無線傳輸模塊、主控模塊、數據存儲模塊、電源管理模塊、數據接口模塊，所述的主控模塊通過數據總線與所述的無線傳輸模塊、數據存儲模塊、電源管理模塊相連，通過數據接口模塊和傳感器模塊相連。

上述的多收發器微型超低功耗智能無線傳感器，所述的主控模塊由一個單片微控制器U1和LED狀態指示單元組成，所述的微控制器U1是該裝置的核心控制部分，用來控制無線傳輸模塊、傳感器模塊、外部數據存儲器模塊、電源管理模塊、數據接口模塊，所述的LED狀態指示單元由三個LED和單片微控制器U1相連，作為系統工作狀態的外部指示。

上述的多收發器微型超低功耗智能無線傳感器，所述的兩個無線傳輸模塊，每個無線傳輸模塊由一個單片無線收發器和一個PCB天線組成，其按照主控模塊的要求控制數據的無線傳輸，所述的無線模塊通過數據總線直接與主控模塊的U1相連接。

上述的多收發器微型超低功耗智能無線傳感器，所述的無線模塊同時使用不同的頻道進行數據的發送和接收。