[发明专利]一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置和实现方法

权利要求书

1、一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置，其特征在于它由液位传送器、倾角传感器、温度传感器、控制单元、数据交换单元和射频单元组成；液位传送器、倾角传感器、温度传感器分别与控制单元互相连接，控制单元与数据交换单元互相连接，数据交换单元与射频单元互相连接。

液位传送器用来检测装置所处位置的水压信息并输出模拟信号；

倾角传感器用来检测装置所处位置的地形信息并输出数字信号；

温度传感器用来检测装置所处位置的温度信息并输出模拟信号；

控制单元通过控制单元的输入输出管脚口对液位传送器、倾角传感器、温度传感器的开关进行控制，保证装置的低功耗特性及运行的灵活性；

控制单元利用自带的AD采集液位传送器及温度传感器的模拟输出信号；

控制单元利用串行外设接口与倾角传感器进行数据交换，倾角传感器的输出信号与AD采集的液位传送器信号、温度传感器信号在控制单元内进行转换算法及协议处理；

控制单元还协调整个装置的有效运行，控制系统功耗，延长装置工作时间；

数据交换单元将控制单元与射频单元连接，以便两者进行数据交换；

射频单元与基站建立无线通信联系，进行数据交换。

2、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置，其特征在于液位传送器采用MOTOROLA公司的MPX5700，倾角传感器采用VTI公司的SCA3100，温度传感器采用负温度系数热敏电阻。

3、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置，其特征在于射频单元工作频率为433MHz，信道数目255个，数据传输速率及功率可调，最大传输速率500kbps，最大传输功率10dBm，布设在水面时的无线传输距离最大可到500m，射频单元采用垂直极化方向的全向陶瓷天线，最大天线增益0.5dBi，最大驻波比2.0。

4、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于控制单元利用自带的AD采集液位传送器及温度传感器的模拟输出信号，利用自带的串行外设接口同倾角传感器进行数据交换。

5、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于通过控制单元控制液位传送器、倾角传感器、温度传感器的开关，根据具体要求进行水下信息采集；控制单元通过对采集的信号进行相应转换处理后得到准确的水位、水下地形、水温信息。

6、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于控制单元除根据需求可定期进入超低功耗状态外，还可控制液位传送器、倾角传感器、温度传感器的电源进行间歇式的切断，并可控制射频单元进入休眠低功耗状态，在装置电源由电池提供时，最大程度提高了电源的续航能力，延长了使用寿命。

7、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于装置绝大部分时间处于休眠状态，只有需要进行采集时才处于正常工作状态；正常工作状态和休眠状态之间通过射频唤醒功能来实现。

8、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于装置与基站的网络拓扑采用自组织的无线传感器网络。

9、根据权利要求1所述的一种用于水下信息采集的无线传感器网络装置的实现方法，其特征在于射频单元数据传输模式为实时和定时方式，定时时间可由基站方便设置。