[发明专利]基于物联网的无线压力变送器

说明书

技术领域

本发明涉及无线变送器技术领域，特别涉及一种基于物联网的无线压力变送器。

背景技术

工业无线网络技术是继现场总线之后的又一个热点技术，是降低自动化成本、提高自动化系统应用范围的最有潜力的技术。将无线网络技术引入并应用在工业现场，解决了工业现场布线困难、安装维护成本高等问题，在一些特殊环境下有效地弥补了有线网络的不足，进一步完善了工业控制网络的通信性能。传统的工业无线网络节点采用一次电池供电，一次电池因能量有限而不能满足工业无线网络节点长期工作的需要，因而需要定期更换。而在实际应用中，工业无线网络节点具有数量多、分布区域广、部署环境复杂等特点，对于人员不能直接到达的某些区域（如战场、动物群体、材料内部等），一次电池不可能经常更换。因此，收集自然环境中的能量并转换为电能，实现工业无线网络节点的自供电，成为目前的研究热点之一。

图1是现有的一种无线压力变送器的结构示意图，所述无线压力变送器包括压力传感器11、数据处理装置12、无线通信装置13、太阳能板14、稳压电路15以及充电电池16。具体地，所述压力传感器11适于将被测物体的压力转换为模拟电压信号；所述数据处理装置12适于将所述模拟电压信号转换为适于无线传输的无线数据；所述无线通信装置13适于将所述无线数据传输至远处的监控中心；所述太阳能板14适于将太阳能转换为电能；所述稳压电路15适于对所述太阳能板14输出的电压进行稳压处理以获得稳定电压；所述充电电池16适于接受所述稳定电压的充电，并向所述压力传感器11、所述数据处理装置12以及所述无线通信装置13供电。

在太阳能不足、充电和放电同时进行的情况下，所述充电电池16提供的电压非常不稳，电压变化幅度很大，难以保证所述压力传感器11、所述数据处理装置12以及所述无线通信装置13的正常工作。并且，所述充电电池16的充电次数有限，频繁的充放电导致所述充电电池16的使用寿命缩短。

发明内容

本发明所要解决的是无线压力变送器供电电压不稳、供电不持久的问题。

为解决上述问题，本发明提供一种基于物联网的无线压力变送器，包括压力传感器、数据处理装置以及无线通信装置，还包括：太阳能板、稳压电路、充电电池、干电池以及控制电路；所述太阳能板适于将太阳能转换为电能；所述稳压电路与所述太阳能板连接，适于对所述太阳能板输出的电压进行稳压处理以获得稳定电压；所述充电电池与所述稳压电路连接，适于接受所述稳定电压的充电；所述控制电路与所述充电电池和所述干电池连接，适于在所述充电电池的输出电压低于基准电压时控制所述干电池向所述压力传感器、所述数据处理装置以及所述无线通信装置供电，在所述充电电池的输出电压不低于基准电压时控制所述充电电池向所述压力传感器、所述数据处理装置以及所述无线通信装置供电。

通过设置所述控制电路，控制所述充电电池和所述干电池轮流向所述压力传感器、所述数据处理装置以及所述无线通信装置供电，避免在太阳能不足、所述充电电池的输出电压较低时所述充电电池在充电的同时进行放电，从而延长所述充电电池的使用寿命，并由所述干电池提供稳定的电压。

可选的，所述充电电池为锂电池。

可选的，所述基准电压低于所述充电电池的充电电压。

可选的，所述控制电路包括：电压比较器、第一开关以及第二开关；

所述电压比较器适于在所述充电电池的输出电压低于基准电压时产生第一控制信号，在所述充电电池的输出电压不低于基准电压时产生第二控制信号；

所述第一开关的一端适于接收所述充电电池的输出电压，所述第一开关的另一端连接所述第二开关的一端、所述压力传感器的电源端、所述数据处理装置的电源端以及所述无线通信装置的电源端，所述第一开关的控制端连接所述第二开关的控制端并适于接收所述第一控制信号或者所述第二控制信号，所述第二开关的另一端适于接收所述干电池的输出电压；

所述第一控制信号控制所述第一开关截止、控制所述第二开关导通，所述第二控制信号控制所述第一开关导通、控制所述第二开关截止。

可选的，所述第一开关包括：第一NMOS管、第一PMOS管以及第一反相器；

所述第一NMOS管的漏极连接所述第一PMOS管的源极并作为所述第一开关的一端，所述第一NMOS管的源极连接所述第一PMOS管的漏极并作为所述第一开关的另一端，所述第一NMOS管的栅极连接所述第一反相器的输入端并作为所述第一开关的控制端，所述第一反相器的输出端连接所述第一PMOS管的栅极。