[发明专利]一种自供能传感器节点及其物联网系统、实现方法

说明书

本发明公开了一种自供能传感器节点及其物联网系统、实现方法，所述系统包括：数据采集终端，用于通过N个自供能传感器节点采集传感数据，并将采集的数据组包通过BLE射频模块发送到蓝牙广播信道，通过支持BLE的终端设备监听广播信道数据包获取传感数据后通过无线通信网络发送到传感数据管理云平台；传感数据管理云平台，用于对接收的数据包进行有效性判断，并对判断为有效的数据包进行解析，将解析后的数据按照类别进行处理、存储；远程终端，用于通过无线通信网络获取所述传感数据云平台存储的数据，并将相应的数据进行显示。

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别是涉及一种自供能传感器节点及其物联网系统、实现方法。

背景技术

随着物联网技术的发展，越来越多的传感器部署在人们的日常生活中用于感知物理世界。根据Machina Research相关预测，世界IoT(Internet of Things，物联网)连接数量从2015年的60亿增加到2025年的270亿的物联网连接数量，在各个领域广泛使用促进传感器数量的爆发式增长，规模呈现百亿数量级。

目前，物联网系统主要存在以下两大问题：一方面，传感器节点采用电池供电，尺寸较大。由于传感器系统RF(Radio Frequency，射频)通信单元模块功耗过大，一定时间电池电能耗尽，系统将会停止工作，需要更换电池或者新的传感器节点才可以继续工作，但这将会增加监护系统部署成本；另一方面，传统物联网系统普遍采用GSM，WIFI，ZigBee，RFID等通信协议将数据上传至远程监护云平台进行存储，手机通过访问远程服务器可以获取监护数据信息，然而这需要专门的设备(如RFID阅读器)执行协议进行数据读取和发送，增加系统监护和运营成本。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种自供能传感器节点及其物联网系统、实现方法，通过低功耗蓝牙(Bluetooth low Power,BLE) 通讯模块将传感器数据获取至支持BLE协议的终端，再将数据上传至远程终端，从而降低系统的监护和运营成本，并通过优化系统降低功耗，使得系统可以在无电池情况下实现数据采集，处理与发射等系统功能。

为达上述及其它目的，本发明提出一种自供能传感器节点，包括：

自供能模块，用于采集环境能量将环境能量转换为电能，并通过能量采集 MPPT电源管理芯片将电能储存至超级电容；

低压差稳压器，用于将所述自供能模块输出的电压转换为干净稳定的电源 VLDO供给传感器、负载开关、低功耗MCU以及蓝牙通信模块；

传感器，用于在MCU的控制下进行数据采集和传输；

负载开关，用于在MCU的控制下打开以将所述传感器采集的数据传输至 MCU；

MCU，用于通过周期或事件触发方式产生唤醒和打开所述传感器、负载开关，并控制蓝牙通信模块进行有序工作，其它时间所述自供能传感器节点处于休眠状态；

蓝牙通信模块，用于在所述MCU的控制下将所述传感器采集的数据通过广播信道予以广播。

优选地，所述周期方式为由所述MCU设定传感器发送的时间间隔T，根据设定的时间间隔唤醒和打开所述传感器、负载开关以及控制所述蓝牙通信模块工作。

优选地，所述事件触发方式为当所述超级电容上存储的电压大于最大的电压阈值时产生触发信号至所述MCU，所述MCU根据该触发信号唤醒和打开所述传感器、负载开关以及控制所述蓝牙通信模块工作。

优选地，所述蓝牙通信模块为基于BLE协议的BLE通信模块。

优选地，所述MCU只调用BLE协议的广播信道(37，38，39)进行发送数据，无需建立连接，将数据通过嵌入在广播数据包发送到信道中进行传递。

为达到上述目的，本发明还提供一种基于自供能传感器节点的物联网系统，包括：