[發明專利]一種無線傳感網絡系統

在審

• 申請號: 201610072450.0
• 申請日: 2016-02-02
• 公開（公告）號: CN105517198A
• 公開（公告）日: 2016-04-20
• 發明（設計）人: 張闖志;胡建斌;毛良明
• 申請（專利權）人: 南京高華科技股份有限公司
• 主分類號: H04W84/18
• 分類號: H04W84/18;G08C17/02;G01D21/02
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 吳靜安;裴詠萍

技術領域

本發明涉及一種無線傳感網絡系統。

背景技術

在工業監控及自動化系統中需要廣泛應用傳感器對環境的溫度、壓力、振動、熱流等進行實時監測。傳統檢測方式通過在各檢測點設置傳感器，布線進行有線數據傳輸，雖然實現了自動化，但仍存在以下缺陷：（1）有線連接方式，經常發生斷線的故障，從而影響測量工作；（2）自動化實施實踐中，經常會遇到項目實施完畢后，有需要增加或調整測點，此時，有需要重新布線，十分麻煩；（3）針對旋轉、移動類測量對象，有線傳感器難以完成測量；（4）在港口、化工、航天等領域，布線工作非常困難，在高空、危險、狹小空間內布線，操作難度和成本都很高。因此考慮采用無線傳感裝置形成網絡系統，進行數據實時采集和傳輸，是現有技術的一個突破點。

而現有的無線傳感裝置，通過敏感單元采集信號，通過調理電路進行濾波、放大處理后，進入AD采集電路完成模擬信號至數字信號的轉換，轉化后的信號進入控制電路，實現數字編碼處理后經無線收發電路發射出去。如圖1所示，以無線壓力傳感器為例，需要通過電源對壓力傳感器（敏感單元）、調理電路和控制電路（CPU）直接供電，這樣的不足是明顯的，當不需要采樣時，敏感單元和調理電路還一直通電，造成有限電池能源的浪費，無形中增加了單機能耗，對電源要求高。

同時，在傳感器低功耗設計中，當傳感器處于深度睡眠模式時，需要通過專用電路將其從深度睡眠模式中喚醒，傳統的操作方法主要有增加機械開關來觸發喚醒，或者增加霍爾元件，通過磁鋼產生磁場，觸發節點閉合，實現喚醒。這些實現方式，要么是直接機械觸動操作，要么需要近距離觸發（2cm以內），當無線傳感裝置安裝之后，需要進行參數配置和模式切換時，這些傳統方式便顯得十分不便。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種方便調整測點、且能耗小的無線傳感網絡系統。

為了達到上述目的，本發明提供了一種無線傳感器網絡系統，包括無線控制器和多個無線傳感單元；各無線傳感單元均包括敏感單元、調理電路、AD采集電路、傳感單元CPU、無線收發電路和電源；敏感單元依次通過調理電路、AD采集電路、傳感單元CPU和無線收發電路相連；電源對傳感單元CPU直接供電；敏感單元、調理電路通過傳感單元CPU的IO端口供電；各無線傳感單元的無線收發電路均與無線控制器通訊相連。

上述傳感單元CPU的IO端口通過穩壓芯片后分別與敏感單元和調理電路相連。

其中，無線傳感單元還包括穩壓芯片；無線傳感單元具有工作模式、睡眠模式、深度睡眠模式三種模式；當無線傳感單元處于工作模式時，傳感單元CPU的IO端口輸出電壓，經穩壓芯片穩壓后，給敏感單元和調理電路供電；當無線傳感單元處于睡眠模式和深度睡眠模式時，傳感單元CPU的IO端口關斷輸出。

上述無線傳感單元還包括RFID電路；無線傳感網絡系統還包括無線手持信標機；無線傳感單元的RFID電路與傳感單元CPU相連；各無線傳感單元的RFID電路均與無線手持信標機（經射頻）通信相連。

當無線傳感單元處于深度睡眠模式時，通過無線手持信標機來實現喚醒操作，具體的操作過程是：由無線手持信標機發射RFID信號，無線傳感裝置上的RFID電路接收該RFID喚醒信號，當信號累積到一定能量級別時，RFID電路觸發開關閉合，由傳感單元CPU識別該閉合信號，由傳感單元CPU處理喚醒操作，實現各無線傳感單元由深度睡眠模式到工作模式的切換。

電源采用電池。

敏感單元采用壓力傳感器、溫度傳感器、振動傳感器、熱流傳感器、加速度傳感器或濕度傳感器。

本發明無線傳感網絡系統還包括中心設備；中心設備與無線控制器通訊相連。

無線控制器包括控制端CPU和控制端無線收發電路；控制端CPU通過控制端無線收發電路與傳感單元CPU通訊相連。

其中，中心設備采用服務器。中心設備通過因特網與無線控制器相連。