[發明專利]一種低功耗的無線數據采集方法

有效

• 申請號: 202211205845.5
• 申請日: 2022-09-30
• 公開（公告）號: CN115278586B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 魏家棟;張強;周峰;呂陽;趙爽;劉瑛;鄭華雄;吳明明;鄭良廣
• 申請（專利權）人: 寧波中車時代傳感技術有限公司
• 主分類號: H04W4/38
• 分類號: H04W4/38;H04W52/02;H04W84/18;H04Q9/00;H04L12/10;G08B21/18;G08B25/08
• 代理公司: 寧波市鄞州盛飛專利代理事務所(特殊普通合伙) 33243
• 代理人: 劉群英

本發明公開了一種低功耗的無線數據采集方法，涉及無線傳感器領域，本發明將預設供電模塊從無線傳感器內部獨立出來，此設計方式降低了傳感器本身的防護等級設計要求、減小了無線傳感器的體積，使無線傳感器可安裝在工況較好的位置，增強了傳感器的工作穩定性，且極大的提高了后續維護的便捷性，同時，本發明在低功耗采集方法中，通過預設程序控制在設定的數據上報時間上報數據，并在上報完成后控制MCU控制器進入休眠狀態并關閉無線傳感器中的采集電路，從而實現了在及時上報數據的同時降低無線傳感器的監測能耗，另外，本發明在環境數據監測與上報的過程中還對環境數據進行分析，以在出現故障時，實時報警，極大的提高了環境監測的安全性。

技術領域

本發明涉及無線傳感器領域，尤其涉及一種低功耗的無線數據采集方法。

背景技術

列車運行狀態監測是鐵路貨車運行安全的重要保證，傳感器的正常工作對于車輛的運行安全非常重要，列車出發前或者運行中都需要進行車輛的狀態監測（諸如軸溫、壓力、應力等環境數據的監測），由于鐵路貨車只有車頭可以供電，其余車廂缺少電源，無法安裝常規傳感器，對于車廂的狀態監控非常有限，具有很大的安全隱患。目前存在的一些無線傳感網，存在需要長距離的有線供電（或電池供電）、體積大、更換維護不方便、實時監測的功耗大、上報數據不及時等缺點。

發明內容

為了減輕無線傳感器的體積，且實現自行供電的同時降低實時監測的功耗，本發明提出了一種低功耗的無線數據采集方法，其通過與預設供電模塊連接的無線傳感器利用低功耗采集方法采集環境數據；

所述預設供電模塊包括：

振動能量收集器，用于在其安裝的環境產生振動時，將振動能轉換為電能；

與振動能量收集器連接的電源管理芯片，用于接收振動能量收集器中的電能并輸入無線傳感器中的電源芯片；

所述無線傳感器包括：

電源芯片，用于將電能轉換為預設幅值的數字電壓并作為無線傳感器中后端數字電壓的輸入，所述后端數字電壓的輸入端包括MCU控制器的數字供電引腳；

與電源芯片連接的模擬電壓轉換電路，用于將電源芯片中的數字電壓轉換為模擬電壓后，作為無線傳感器中后端模擬電壓的輸入，所述后端模擬電壓的輸入端包括MCU控制器的模擬供電引腳；

控制板，其包括MCU控制器、RTC時鐘晶體；所述MCU控制器中燒錄有編譯后的預設程序，其運行在MCU控制器中；所述RTC時鐘晶體用于設定無線傳感器周期性的運作時間，并在到達運作時間時喚醒無線傳感器；

與控制板連接的Lora模組；

所述低功耗采集方法包括步驟：

S1：通過預設程序獲取無線傳感器的上電時長，判斷上電時長是否小于預設時長，若否，則采集環境數據，并對環境數據進行分析，并判斷環境數據是否大于或小于對應的報警閾值，若否，則進入下一步驟；

S2：通過預設程序判斷是否達到設定的數據上報時間，若是，則通過Lora模組發送環境數據至預設Lora無線網關，通過預設Lora無線網關發送至上位機，并進入下一步驟；若否，則直接進入下一步驟；

S3：通過預設程序判斷上電時長是否小于預設時長，若是，則返回步驟S1，若否，則通過預設程序控制MCU控制器進入休眠狀態并關閉無線傳感器中的采集電路；

S4：通過預設程序判斷是否到達無線傳感器的運作時間，若是，則通過RTC時鐘晶體喚醒休眠中的無線傳感器，并返回步驟S1。

進一步地，所述低功耗采集方法還包括：