一种无线无源多功能环境传感器制造技术

本实用新型专利技术提供了一种无线无源多功能环境传感器，其特征在于，包括用于收集外部能量并转换为电能的能量收集单元，能量收集单元的输出端与电源管理单元相连，由电源管理单元将能量收集单元提供的不稳定电能转换为稳定的电能，电源管理单元为主控单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元及人体感应单元提供工作电压，其中，主控单元分别连接PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元、人体感应单元及按键处理单元。本实用新型专利技术极大减少了智能家居系统中传感器的数量，并有效的降低了安装及维护成本，通过这个单一设备即可完成家庭各种环境信息的采集。

【技术实现步骤摘要】
一种无线无源多功能环境传感器
本技术一种无线无源多功能环境传感器，属于无线传感控制

技术介绍
随着人们对生活质量要求的不断提高，健康、安全、节能是智能家居发展的主要方向。传感器作为家庭环境的“感知触角”，是实现家庭智能化控制的重要基础。由于传统的传感器功能单一，若要采集温湿度、光照度、空气质量、有人/无人等环境信息，家庭内需要布置大量的各类传感器，设备繁多且影响美观。此外，现有传感器多采用电线或电池供电，给安装或维护带来极大的不便。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种多功能的无源的传感器。为了达到上述目的，本技术的技术方案是提供了一种无线无源多功能环境传感器，其特征在于，包括用于收集外部能量并转换为电能的能量收集单元，能量收集单元的输出端与电源管理单元相连，由电源管理单元将能量收集单元提供的不稳定电能转换为稳定的电能，电源管理单元为主控单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元及人体感应单元提供工作电压，其中，主控单元分别连接PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元、人体感应单元及按键处理单元。优选地，还包括能量存储单元，所述电源管理单元为能量存储单元充电，能量存储单元为所述主控单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元及人体感应单元提供工作电压。智能家居系统推广的一个重要瓶颈是产品种类繁多、安装复杂、缺乏人性化设计。本技术极大减少了智能家居系统中传感器的数量，并有效的降低了安装及维护成本。该环境传感器集多个产品功能为一身，集成人体感应模块、温湿度探测模块、PM2.5探测模块、光照度传感模块，通过这个单一设备即可完成家庭各种环境信息的采集。附图说明图1为已有环境传感器设备在智能家居系统中应用的示意图；图2为本技术多功能环境传感器在智能家居系统中应用的示意图；图3为本技术产品功能模块示意图。具体实施方式为使本技术更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。如图3所示，本技术提供的一种由九个特定的单元组合而成：主控单元、按键处理单元、人体感应单元、温湿度传感单元、光照度传感单元、PM2.5传感单元、能量收集单元、能量存储单元、电源管理单元。(1)主控单元主控单元主要负责收发、处理无线ZigBee报文；负责发送人体感应单元、温湿度传感单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元的环境数据信息；负责接收家庭网关发送的配置信息并向家庭网关反馈该传感器的配置状态。该传感器由于采用能量收集方式供电，主控单元在配置过程中处于唤醒状态，接收家庭网关发送的配置信息并向家庭网关反馈该传感器的配置状态；在配置完成后，处于休眠状态，人体感应单元探测到有人状态时，唤醒传感器，并向家庭网关发送各类环境信息。(2)按键处理单元按键处理单元采用IO管脚中断方式唤醒传感器的主控单元，并通过短按、长按、单击、双击的方式对传感器进行网络及参数配置。(3)人体感应单元人体感应单元主要用来探测室内有/无人，通过IO管脚将检测到的有/无人状态发送给主控单元。(4)温湿度传感单元温湿度传感单元主要用来探测室内温湿度，通过IO管脚将测量到的温度和湿度值发送给主控单元。(5)PM2.5传感单元PM2.5传感单元主要用来探测室内PM2.5浓度，通过IO管脚将测量到的PM2.5浓度值发送给主控单元。(6)光照度传感单元光照度传感单元主要用来探测室内照度，通过IO管脚将测量到的室内照度值发送给主控单元。(7)能量收集单元能量收集单元用于收集周围环境的光能、热能等环境微能量，并经其转化为电能。(8)能量存储单元能量收集单元用于将电源管理处理之后的稳定电能进行存储，并在无光照情况下对其它各模块进行供电。(9)电源管理单元电源管理单元用于将能量收集单元转化的不稳定电能转化为稳定电能对传感器各模块进行供电，同时对能量存储单元进行充电。本技术可以实现以下多种功能：1、室内环境信息采集如图3所示：该环境传感器采用能量采集方式自取电，具有低功耗特点。人体感应单元检测到无人一段时间后，该环境传感器会处于休眠状态，此时具有极低功耗。当人体感应单元在检测到室内有人活动时，向主控单元发送有人状态信息，主控单元收到信息后会使能温湿度传感单元、PM2.5传感单元、和光照度传感器，温湿度传感单元、PM2.5传感单元、和光照度传感器会把相应的监测值发送给主控单元，主控单元将有人/无人、PM2.5值、照度、温湿度等环境信息通过无线ZigBee方式发送给家庭网关。2、能量收集装置自取电实现该多功能环境传感器可通过能量采集装置自取电，无需外部供电。如图3所示：能量收集单元将采集到的微小能量转换给电能传输给电源管理单元。该环境传感器采用能量收集单元采集环境中太阳能和热能的微能量。电源管理单元输出稳定电能一方面给主控单元、按键处理单元、人体感应单元、温湿度传感单元、PM2.5传感单元和光照度传感器进行供电，另一方面给能量存储单元进行充电。由于能量采集存在不确定性，例如黑夜无法采集光能等情况，因此设置了能量存储单元存储电能，用于在无法采集能量时对设备进行供电。因此，当电源管理单元无法输出电能时，转由能量存储单元为主控单元、按键处理单元、人体感应单元、温湿度传感单元、PM2.5传感单元和光照度传感器进行供电。3、设备入网、配置实现按键处理单元采用IO管脚中断方式唤醒传感器的主控单元，通过按键方式对该传感器进行网络及参数配置。传感器未加入网络时“短按”按键一次，加入ZigBee网络；已加入网络时“短按”按键一次，退出当前ZigBee网络。传感器未进入配置模式时通过“双击”按键，使传感器进入配置模式，此时传感器处于一段时间的唤醒模式，可接收家庭网关的配置信息；已进入配置模式时通过“双击”按键，使传感器退出配置模式，进入休眠模式。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线无源多功能环境传感器，其特征在于，包括用于收集外部能量并转换为电能的能量收集单元，能量收集单元的输出端与电源管理单元相连，由电源管理单元将能量收集单元提供的不稳定电能转换为稳定的电能，电源管理单元为主控单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元及人体感应单元提供工作电压，其中，主控单元分别连接PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元、人体感应单元及按键处理单元。

【技术特征摘要】
1.一种无线无源多功能环境传感器，其特征在于，包括用于收集外部能量并转换为电能的能量收集单元，能量收集单元的输出端与电源管理单元相连，由电源管理单元将能量收集单元提供的不稳定电能转换为稳定的电能，电源管理单元为主控单元、PM2.5传感单元、光照度传感单元、温湿度传感单元及人体感应单元提供工作电压，其中，主控单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂佳，赵光，瞿涛，邬西坤，刘传忠，
申请(专利权)人：上海电器科学研究院，上海电器科学研究所集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31