[实用新型]改进电源的无线传感器节点装置

说明书

技术领域

    本实用新型属于气象观测装置技术领域，尤其是涉及一种适合大规模部署的、具有无线自组织能力的用于气象观测的无线传感器节点装置。

背景技术

我国是一个气象自然灾害比较严重的国家，因此需要良好的气象观测系统，而气象观测节点的设计对气象观测系统极其重要。气象观测节点主要完成多个被测物理量的输入、数据的处理、数据存储、数据发送等功能，目前的气象观测节点大多都是在自动气象站里通过外接电源和有线的方式与终端连接。但是由于自动气象站成本较高，体积较大、灵活性差，功耗大、对基础通信设施依赖性强，在大范围的应用和部署上受到了限制。

伴随着微机电系统(MEMs)、片上系统(soc)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展，孕育出无线传感器网络(WSN)，并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。现有的无线传感器节点多用电池供电，供电方式单一，能量的持续供给能力差，导致节点的工作稳定性不高；而且由于节点中各器件所需的电压并不相同，还需要设置不同类型的电源，电路结构复杂，成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本实用新型公开了一种改进电源的无线传感器节点装置，对电源电路进行了改进，利用锂电池供电，提供多种充电方式，且节约能源。

为了达到以上目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种改进电源的无线传感器节点装置，包括微处理器模块、无线通讯模块、RS485总线接口模块、电源模块和至少一个数据采集模块，所述数据采集模块通过RS485总线接口模块与微处理器模块相连，所述微处理器模块与无线通讯模块相连，所述电源模块为各部件供电，所述数据采集模块包括气象传感器；所述电源模块包括依次连接的充电接口单元、第一降压单元、充电管理单元、过充过放保护单元和锂电池，所述锂电池还与第二降压单元和升压单元相连。

进一步的，所述充电接口单元分别与直流电源、移动电源或太阳能电源相连。

进一步的，所述无线通讯模块中还包括射频前端芯片。

进一步的，所述数据采集模块还包括图像摄录装置。

进一步的，所述气象传感器包括温、湿度传感器，风力传感器、风速传感器、光照传感器中的至少一种。

与现有技术相比，本实用新型对传感器节点的电源系统进行改进，充分考虑不同工作电压的芯片在同一层面上的限制，改进了原电源电路结构，使其结构简单、可靠性高、能源消耗低。本实用新型以锂电池作为传感器节点的主要电量来源，通过统一的接口电路将太阳能光伏供电、直流电源、移动电源和锂电池相结合，使节点可以根据实际的部署环境选择最佳的电源方案，同时引入电源管理技术，有效增强了节点的能量有效性，从而大大提高了传感器节点的可用性以及稳定性。此外，本实用新型采用了RS-485总线接口模块连接数据采集模块和微处理器模块，抗共模干扰能力增强，抗噪声干扰性好，并进一步简化了结构设计。

附图说明

图1为本实用新型提供的改进电源的无线传感器节点装置结构框图；

图2为电源模块结构框图；

图3为电源模块电路原理图；

图4为RS-485总线接口模块电路原理图；

图5为无线通信模块电路原理图；

图6为具有图像摄录装置的数据采集模块结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。