[發明專利]電池電壓預警閾值評估方法、無線傳感器和傳感網

有效

• 申請號: 202110472164.4
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113075556B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 陳得民;唐智斌;邱航;張俊輝;羅銀生;沈唯真;肖萬猛;張中陽;高作鵬;劉琪;牛傳貝
• 申請（專利權）人: 北京必創科技股份有限公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/385
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 孟旸;王麗琴

本發明公開了一種電池電壓預警閾值評估方法、無線傳感器和無線傳感網絡系統，包括：獲取無線傳感器的工作特性參數；接收針對無線傳感器所使用的電池所進行的多個溫度環境下的放電特性測試所得到的測試結果，并根據測試結果建立電池放電模型；根據工作特性參數和電池放電模型，建立電池電壓預警閾值評估模型；根據無線傳感器的當前使用環境溫度和電池電壓預警閾值評估模型，獲得無線傳感器的當前電池電壓預警閾值。本發明實現了無線傳感器的電池預警與所處環境溫度的有效結合，提高了電池預警的準確性，保證了在任何溫度條件下，無線傳感器均能夠準確的完成電池電壓預警。

技術領域

本發明涉及無線MEMS傳感器的故障預測技術領域，特別涉及一種電池電壓預警閾值評估方法、無線傳感器和傳感網。

背景技術

無線傳感器是物聯網系統中的最核心的感知層設備。2020年，中國工程院發布的《全球工程前沿2020》報告中明確指出無線通信與感知一體化技術是信息與電子工程領域10大工程開發前沿技術之一，無線傳感器是典型的無線通信與感知一體化設備。

無線傳感器的發展趨勢是微型化、低功耗和可靠連接，MEMS(Micro-Electro-Mechanical System，微機電系統)技術助推了無線傳感器微型化及低功耗的發展。由于無線MEMS傳感器具無需布線、分布式布置、多設備靈活組網等優點，在很多農業、工廠、礦山等領域得到廣泛應用，而其自身的可靠性將直接影響到整個應用工程的可靠性，所以對無線MEMS傳感器的故障類預測極為重要。

由于絕大部分無線MEMS傳感器應用環境比較惡劣，人員不易到達，所以，其使用的電池大多為一次性電池。鋰亞酰氯電池具有高比能量和長貯存壽命的優點，廣泛應用于無線MEMS傳感器。雖然無線MEMS傳感器故障有多種類型，但是內置一次性電池的無線MEMS傳感器的故障的絕大部分仍然是電源故障。因為，一般情況下，電池的工作壽命遠短于無線MEMS傳感器中其他電子器件的壽命，電池出現故障的概率遠高于無線MEMS傳感器中其他電子器件出現故障的概率。例如，在低溫環境下，電池放電能力急劇下降，如果對電池故障判斷不準確，將直導致整個設備出現突然關機或監測數據丟失，進而造成重大工程事故。

目前，有針對內置可充電電池設備進行電池監測評估的方法，但很少有對內置一次性電池的無線MEMS傳感器的電池進行監測評估的方法。專利文獻201811018315.3中給出一種傳感器網絡節點電池評估和預警的方法，通過該方法可以準確的評估出無線傳感器節點內置電池健康狀態，該專利創新點是給出了一種判斷電池狀態的方法，但是，其沒有給出判斷電池狀態時參考閾值的取值方法。通過大量試驗發現，一次性電池在不同溫度下，放電特性不同，這也就導致專利文獻201811018315.3中電池預警時的閾值是變化的。

目前，實際工程應用中，電池預警閾值取值基本都是參照經驗設定的一個固定值，這種做法會導致設備狀況預警失敗的問題，例如：在使用環境溫度較高或較低時，在出現報警后，會存在電池電量仍然很多的情況，或者，報警還未產生時，設備已經無法正常工作的情況。

因此，如何準確地確定無線MEMS傳感器的電池電壓預警閾值，以確保無線MEMS傳感器的預警準確，便成為亟待解決的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種電池電壓預警閾值評估方法、無線傳感器和傳感網，充分結合無線傳感器的工作特性和工作環境溫度，以獲得其準確的電池電壓預警閾值，確保在任何溫度條件下的無線傳感器的電池電壓預警的準確性。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種電池電壓預警閾值評估方法，包括：

獲取無線傳感器的工作特性參數，所述工作特性參數包括所述無線傳感器的最大工作電流、所述無線傳感器在的每個工作周期中的喚醒工作時長、所述無線傳感器維持正常工作的最低工作電壓；