一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路制造技术

一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路，包括无线传感器节点主电路、能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路；所述能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路依次连接，所述唤醒信号处理电路与无线传感器节点主电路连接。本实用新型专利技术有效降低无线传感器节点的能耗。结合射频能量采集技术的唤醒电路可实现自身的无线充电，避免消耗无线传感器节点有限的能量，本实用新型专利技术可以极大地延长了无线传感器节点的使用寿命。

A Wake-up Circuit for Radio Frequency Energy Acquisition in Wireless Sensor Nodes

A wake-up circuit for collecting radio frequency energy for wireless sensor nodes includes the main circuit, energy receiving antenna, matching circuit, rectifier amplifier circuit, energy storage module and wake-up signal processing circuit of wireless sensor nodes; the energy receiving antenna, matching circuit, rectifier amplifier circuit, energy storage module and wake-up signal processing circuit are connected in turn, and the wake-up signal is connected in turn. The processing circuit is connected with the main circuit of the wireless sensor node. The utility model effectively reduces the energy consumption of wireless sensor nodes. The wake-up circuit combined with radio frequency energy acquisition technology can realize its own wireless charging, avoid consuming limited energy of wireless sensor nodes, and the utility model can greatly prolong the service life of wireless sensor nodes.

【技术实现步骤摘要】
一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路
本技术属于无线传感网领域，具体涉及一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路。
技术介绍
无线传感网(WirelessSensorNetwork,简称为WSN)基于物联网(IoT)的大背景下，近年来被广泛应用于军事、交通、环境监控、医疗卫生、智能家居等多个领域。由于无线传感器节点外形小、方便布置、成本低等优点，经常被用于一些复杂或危险的环境中。利用无线设备自组织形成通信网络，完成对周围环境进行监测等工作。然而，无线传感器设备的能量不足问题成为限制其发展的重要因素。当无线传感器节点被布置于环境中后，节点体积的大小限制了自身电池的容量，由于环境和节点数量灯因素，更换电池的成本十分昂贵。因此，延长无线传感器的生命周期是影响无线传感网络发展的关键问题。睡眠唤醒机制的引入，让无线传感器节点在无数据传输需求或电池能较低时进入睡眠模式，能够有效降低节点的功耗。但是一般的唤醒电路也需消耗一定的能量，结合无线能量采集的唤醒电路直接从环境中的获取能量，无需传感器节点的电源为其供电，从而进一步降低节点的能耗，延长节点的使用寿命。
技术实现思路
为了克服无线传感器节点自身电池能量有限限制其使用寿命的问题，本技术提供一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路。本技术采用如下技术方案：一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路，包括无线传感器节点主电路，还包括能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路；所述能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路依次连接，所述唤醒信号处理电路与无线传感器节点主电路连接。所述无线传感器节点主电路包括传感器、主控制器、数据传输天线及无线通信模块，所述主控制器分别与唤醒信号处理电路及无线通信模块连接，数据传输天线与无线通信模块连接。所述储能模块由超级电容或可充电电池构成。所述唤醒信号处理电路包括包络检波器、放大器、比较器、MCU及中断产生器，查询指令依次通过包络检波器、放大器及比较器进入MCU，MCU输出信号到中断产生器，进一步输出中断信号。所述MCU的具体型号为MSP430。本技术的有益效果：本技术唤醒信号处理电路可根据唤醒周期或查询指令唤醒传感器节点主电路完成工作，在无数据传输需求无线传感器节点主要的功能模块进入睡眠模式，可有效降低无线传感器节点的能耗。结合射频能量采集技术的唤醒电路可实现自身的无线充电，避免消耗无线传感器节点有限的能量。附图说明图1是本技术所述的结构示意图；图2是本技术唤醒信号处理电路的结构示意图。具体实施方式下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。实施例如图1所示，一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路，包括无线传感器节点主电路、能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块、唤醒信号处理电路。所述能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路依次连接，所述唤醒信号处理电路与无线传感器节点主电路连接。所述唤醒信号处理电路分别与储能模块和无线传感器节点主电路相互连接。所述无线传感器节点主电路包括传感器、主控制器、数据传输天线、电源及无线通信模块，所述传感器分别与主控制器及电源连接，所述主控制器分别与唤醒信号处理电路及无线通信模块连接,所述数据传输天线与无线通信模块连接。所述唤醒信号处理电路包括包络检波器、放大器、比较器、超低功耗MCU及中断产生器，所述超低功耗MCU分别于中断产生器及比较器连接，所述比较器、放大器及包络检波器依次连接，超低功耗MCU的型号为MSP430。所述能量接收天线负责收集环境中的射频能量，匹配电路负责完成能量接收天线与后续电路的阻抗匹配，减少因阻抗不匹配导致的能量反射。整流放大电路将从能量接收天线传入的电磁波进行整流放大，以便将电磁波能量存储到存储模块，同时为唤醒信号处理电路供能。所述唤醒信号处理电路负责根据唤醒周期或查询指令唤醒传感器节点主电路，使其从睡眠状态切换至工作状态，完成数据采集、传输数据、无线通信等工作。如图2所示，唤醒信号处理电路具体工作流程如下：无线通信模块将接收到的查询指令输入唤醒信号处理电路，查询指令通过包络检波器、放大器、比较器及超低功耗MCU，超低功耗MCU根据查询指令，控制中断产生器产生中断信号，中断信号可传到主控制器，将其从睡眠状态唤醒。在此过程中，储能模块一直为唤醒信号处理电路供电。本技术的工作过程：能量接收天线将环境中特定频段的射频能量采集到之后，经整流放大电路传入到储能模块。储能模块中可用超级电容或可充电电池存储收集到的射频能量。储能模块中存储到的能量可为唤醒信号处理电路供电。唤醒电路可根据唤醒周期或查询指令唤醒传感器节点主电路完成工作，在无数据传输需求无线传感器节点主要的功能模块进入睡眠模式，从而有效降低无线传感器节点的能耗。上述实施例为本技术较佳的实施方式，但本技术的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路，包括无线传感器节点主电路，其特征在于，还包括能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路；所述能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路依次连接，所述唤醒信号处理电路与无线传感器节点主电路连接。

【技术特征摘要】
1.一种用于无线传感器节点的可采集射频能量的唤醒电路，包括无线传感器节点主电路，其特征在于，还包括能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路；所述能量接收天线、匹配电路、整流放大电路、储能模块及唤醒信号处理电路依次连接，所述唤醒信号处理电路与无线传感器节点主电路连接。2.根据权利要求1所述的唤醒电路，其特征在于，所述无线传感器节点主电路包括传感器、主控制器、数据传输天线及无线通信模块，所述主控制器分别与唤醒信号处理电...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈俊聪，柯峰，彭一鸣，林凡，彭端，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东,44