[發(fā)明專利]一種自供能傳感器節(jié)點及其物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、實現(xiàn)方法

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• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112584368A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏亞軍;張釗鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宜鏈物聯(lián)網(wǎng)有限公司
• 主分類號: H04W4/80
• 分類號: H04W4/80;H04W4/38;H04W4/06;H04W52/02
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

1.一種自供能傳感器節(jié)點，包括：

自供能模塊，用于采集環(huán)境能量將環(huán)境能量轉(zhuǎn)換為電能，并通過能量采集MPPT電源管理芯片將電能儲存至超級電容；

低壓差穩(wěn)壓器，用于將所述自供能模塊輸出的電壓轉(zhuǎn)換為干凈穩(wěn)定的電源VLDO供給傳感器、負載開關(guān)、低功耗MCU以及藍牙通信模塊；

傳感器，用于在MCU的控制下進行數(shù)據(jù)采集和傳輸；

負載開關(guān)，用于在MCU的控制下打開以將所述傳感器采集的數(shù)據(jù)傳輸至MCU；

MCU，用于通過周期或事件觸發(fā)方式產(chǎn)生喚醒和打開所述傳感器、負載開關(guān)，并控制藍牙通信模塊進行有序工作，其它時間所述自供能傳感器節(jié)點處于休眠狀態(tài)；

藍牙通信模塊，用于在所述MCU的控制下將所述傳感器采集的數(shù)據(jù)通過藍牙廣播信道予以廣播。

2.如權(quán)利要求1所述的一種自供能傳感器節(jié)點，其特征在于：所述周期方式為由所述MCU設(shè)定傳感器發(fā)送的時間間隔T，根據(jù)設(shè)定的時間間隔喚醒和打開所述傳感器、負載開關(guān)以及控制所述藍牙通信模塊工作。

3.如權(quán)利要求1所述的一種自供能傳感器節(jié)點，其特征在于：所述事件觸發(fā)方式為當所述超級電容上存儲的電壓大于最大的電壓閾值時產(chǎn)生觸發(fā)信號至所述MCU，所述MCU根據(jù)該觸發(fā)信號喚醒和打開所述傳感器、負載開關(guān)以及控制所述藍牙通信模塊工作。

4.如權(quán)利要求2或3所述的一種自供能傳感器節(jié)點，其特征在于：所述藍牙通信模塊為基于BLE協(xié)議的BLE通信模塊。

5.如權(quán)利要求4所述的一種自供能傳感器節(jié)點，其特征在于：所述MCU只調(diào)用BLE協(xié)議的廣播信道(37，38，39)進行發(fā)送數(shù)據(jù)，無需建立連接，將數(shù)據(jù)通過嵌入在廣播數(shù)據(jù)包發(fā)送到廣播信道中進行傳遞。

6.一種基于自供能傳感器節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括：

數(shù)據(jù)采集終端，用于通過N個自供能傳感器節(jié)點采集傳感數(shù)據(jù)，并將采集的數(shù)據(jù)組包通過BLE射頻模塊發(fā)送到藍牙廣播信道，通過支持BLE的終端設(shè)備監(jiān)聽廣播信道數(shù)據(jù)包獲取傳感數(shù)據(jù)后通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到傳感數(shù)據(jù)管理云平臺；

傳感數(shù)據(jù)管理云平臺，用于對接收的數(shù)據(jù)包進行有效性判斷，并對判斷為有效的數(shù)據(jù)包進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)按照類別進行處理、存儲；

遠程終端，用于通過無線通信網(wǎng)絡(luò)獲取所述傳感數(shù)據(jù)云平臺存儲的數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行顯示。

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于自供能傳感器節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集終端包括：

N個自供能傳感器節(jié)點，各自供能傳感器節(jié)點在周期/事件觸發(fā)喚醒后采集傳感數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)組包通過BLE射頻模塊發(fā)送到藍牙廣播信道(37，38，39)之一；

支持BLE的終端設(shè)備，通過監(jiān)聽廣播信道數(shù)據(jù)包，解析獲取數(shù)據(jù)的源地址和監(jiān)測數(shù)據(jù)的名稱和數(shù)值大小，并通過中繼的方式將數(shù)據(jù)按類別重新打包需要加上服務(wù)器鑒權(quán)密鑰重新打包通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到所述傳感數(shù)據(jù)管理云平臺。

8.如權(quán)利要求7所述的一種基于自供能傳感器節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感數(shù)據(jù)管理云平臺首先根據(jù)鑒權(quán)信息判斷數(shù)據(jù)包是否屬于有效數(shù)據(jù)包來判斷是接收還是丟棄數(shù)據(jù)包，然后對接收到有效的數(shù)據(jù)包進行解析，根據(jù)解析到的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)存儲到對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫上，并對數(shù)據(jù)進行處理和融合計算。

9.如權(quán)利要求7所述的一種基于自供能傳感器節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：所述遠程終端還用于設(shè)定傳感數(shù)據(jù)正常的閾值范圍并將其同步到所述傳感數(shù)據(jù)管理云平臺，以便所述傳感數(shù)據(jù)管理云平臺根據(jù)設(shè)定的閾值范圍進行指標異常報警。

10.一種基于自供能傳感器節(jié)點的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的實現(xiàn)方法，包括如下步驟：

步驟S1，各自供能傳感器節(jié)點在周期/事件觸發(fā)喚醒后采集傳感數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)組包通過BLE射頻模塊發(fā)送到藍牙廣播信道；

步驟S2，支持BLE的終端設(shè)備通過監(jiān)聽廣播信道數(shù)據(jù)包，解析獲取數(shù)據(jù)的源地址和監(jiān)測數(shù)據(jù)的名稱和數(shù)值大小，并通過中繼的方式將數(shù)據(jù)按類別重新打包需要加上服務(wù)器鑒權(quán)密鑰重新打包通過無線通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到傳感數(shù)據(jù)管理云平臺；

步驟S3，傳感數(shù)據(jù)管理云平臺對接收的數(shù)據(jù)包進行有效性判斷，并對判斷為有效的數(shù)據(jù)包進行解析，將解析后的數(shù)據(jù)按照類別進行處理、存儲；

步驟S4，遠程終端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)獲取傳感數(shù)據(jù)云平臺存儲的數(shù)據(jù)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進行顯示。