一种无线传感器网络低功耗控制系统技术方案

本实用新型专利技术属于无线通信系统领域，具体地说是属于有源无线射频识别技术控制领域中的低功耗控制系统。本实用新型专利技术提供一种无线传感器网络低功耗控制系统，包括：一个发射单元，包括一个发射板（1）和一个发射天线（2），N个接收单元，N个物联网节点模块（6）。本实用新型专利技术提供的一种无线传感器网络低功耗控制系统有如下有益效果：利用RFID与微控制器技术，最大限度地降低节点的能耗，使电池的能量得到有效利用，以达到节约能源的目的。

A low power consumption control system for Wireless Sensor Networks

The utility model belongs to the field of wireless communication systems, in particular to a low power consumption control system in the field of active radio frequency identification technology control. The utility model provides a low-power wireless sensor network control system includes: a transmitting unit includes a transmitting plate (1) and a transmitting antenna (2), a N receiving unit, N networking node module (6). A low-power wireless sensor network control system provided by the utility model has the following advantages: using RFID and micro controller technology, reduce the energy consumption of the nodes, the battery energy is used effectively to achieve the purpose of saving energy.

【技术实现步骤摘要】
一种无线传感器网络低功耗控制系统
本技术属于无线通信系统领域，具体地说是属于有源无线射频识别技术控制领域中的低功耗控制系统。
技术介绍
随着通讯技术、嵌入式计算技术和传感器技术的日益成熟，微机电系统(Micro-electromechanicalSystems，MEMS)、片上系统(SystemonaChip，SOC)、无线通信和低能耗嵌入式技术得到了飞速发展，同时也孕育出了低能耗、低成本、自组织、带来信息感知巨大变革的无线传感器网络(WirelessSensorNetworks，WSNs)。无线传感器网络是由部署在目标区域内大量廉价的微型传感器节点组成，通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并实时发送给观察者。现已广泛用于智能城市与市政管理、智能社区、智能家居，环境监测、智能交通、军事国防、车辆管理、精准农业等，其广阔的应用前景掀起了国内外对无线传感器网络的研究热潮。无线传感器网络中的采集节点是网络的最基本的元素，用于对被覆盖区域的进行数据采集、预处理、存储以及以数据传送之汇聚节点。其特点是节点的电源能量有限、通信能力有限、计算能力有限、与物理世界紧密藕合、大规模密集部署、网络动态性强。为了准确、及时地获取信息,必须依靠节点间的协作,大量的传感器节点只有通过低功耗无线电通信技术连成网络才能够发挥其整体和综合作用。因此，能量问题是决定传感器网络能否实用的生命线，这就要求无线传感网络的节点必须是低功耗的。由于WSNs的网络规模极为庞大，在电力供应无法保证的情况下，通过使用电池来解决随机布放的传感器节点的电源问题就成了唯一的选择。但节点电池寿命有限，这也决定了网络的寿命，而定期更换电池是很繁杂的工作，实现起来比较困难。如果不更换电池，一旦电池的电压达不到节点的启动电压，节点就处于瘫痪状态而无法工作,所以无线传感网络中的节点低能耗问题就显得尤为重要。无线射频识别技术(RadioFrequencyIdentification，RFID)是基于雷达技术开发的一种无线、非接触方式的自动识别技术，主要通过射频信号自动识别目标对象来获取相关数据。这种识别工作无需人工干预，不用直接接触，可适用于各种恶劣环境，且成本低、尺寸小、操作方便快捷。RFID系统主要包含电子标签和阅读器两部分。依据电子标签供电方式的不同，电子标签可以分为有源电子标签(Activetag)、无源电子标签(Passivetag)和半无源电子标签(Semi-passivetag)。有源电子标签需要内装电池，无源射频标签无需内装电池，半无源电子标签部分依靠电池工作。目前，有源RFID具备发射功率低、通信距离长、传输数据量大，可靠性高和兼容性好等特点，被广泛地应用到公路收费、港口货运管理等方面。因此，有源RFID成为解决无线传感网络中节点低能耗的问题的有效途径。为解决这些问题，需专利技术适用的一种无线传感器网络低功耗控制系统。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有解决无线传感器网络节点电能有效利用等问题，提供了一种无线传感器网络低功耗控制系统。本技术提供一种无线传感器网络低功耗控制系统，其特征在于，包括：一个发射单元，包括一个发射板(1)和一个发射天线(2)，N个接收单元，N个物联网节点模块(6)，其中，所述发射天线(2)连接在所述发射板(1)上，每个所述接收单元包括接收天线(3)、接收板(4)，所述接收天线(3)连接在所述接收板(4)上，每个所述接收单元连接一个被控制的所述物联网节点模块(6)，使用时用户控制所述发射单元，所述发射单元通过所述发射天线(2)将用户指令发送到所述接收单元的所述接收天线(3)，所述接收单元接收用户数据后，确定是否在给所述物联网节点供电，以确定所述物联网节点模块(6)是否进入工作状态。进一步地，所述发射板(1)包括用户控制的强行关断开关(7)、微控制器一(8)、发射模块(9)、电源部分一(11)，其中，所述强行关断开关与所述微控制器一(8)相连，所述微控制器一(8)与所述发射模块(9)相连，所述电源部分一(11)分别与所述微控制器一(8)、所述发射模块(9)相连。优选地，如果强行关断开关(7)接通，所述发射单元给所述接收单元发送开通所述接收单元输出的指令，如果开关断开，所述发射单元给所述接收单元发送关断接收单元输出的指令。优选地，所述电源部分一(11)采用电池供电，所述电源部分一(11)中设置了一个电源开关K1。进一步地，所述接收板(4)包括接收模块(13)、微控制器二(14)，电源输出控制部分(15)、电源部分二(16)，其中，所述接收模块(13)与所述微控制器二(14)相连，所述微控制器二(14)与所述电源输出控制部分(15)相连，所述电源部分二(16)分别与所述接收模块(13)、所述微控制器二(14)、所述电源输出控制部分(15)相连；所述电源输出控制部分(15)输出端与物联网节点模块(6)输入端相连接。优选地，所述电源部分二(16)采用电池供电，所述电池分二路，一路是经过稳压电路为所述接收模块(13)与所述微控制器二(14)供电，另一路是不经过稳压直接为电源输出控制部分(15)供电。优选地，所述接收天线(3)是每5秒钟接收一次接收所述发射单元发射的数据，将所述数据传输到所述接收模块(13)，所述接收模块(13)再将所述数据传送给所述微控制器二(14)，所述微控制器二(14)接收到所述数据后，首先判断密码是否正确，如果密码是正确的，并且检测到所述数据中有开通输出的指令，那么所述微控制器二(14)发出指令打开所述电源输出控制部分(15)的输出，物联网节点模块(6)就有了电源电压，所述物联网节点模块(6)开始工作；如果密码是正确的，并且检测到所述数据中有关断输出的指令，所述微控制器二(14)发出指令关断所述电源输出控制部分(15)的输出，这样物联网节点模块(6)就失去了电源电压，停止工作；如果密码不正确，那么所述微控制器二(14)就不会发出所述电源输出控制部分(15)的指令，保持所述电源输出控制部分(15)的原来状态不变，是否工作，完全取决于原来的工作状态。进一步地，如果所述接收天线(3)没有接收到数据包，所述接收单元将保持原来的工作状态。本技术提供的一种无线传感器网络低功耗控制系统有如下有益效果：利用RFID与微控制器技术，最大限度地降低节点的能耗，使电池的能量得到有效利用，以达到节约能源的目的。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术所述的一种无线传感器网络低功耗控制系统的结构示意图；图2是本技术所述的一种无线传感器网络低功耗控制系统的发射板结构示意图；图3是本技术所述的一种无线传感器网络低功耗控制系统的接收板的结构示意图；图4是实施实例中PIND4001方框示意图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感器网络低功耗控制系统，包括一个发射单元，包括一个发射板(1)和一个发射天线(2)，N个接收单元，N个物联网节点模块(6)，其特征在于：所述发射天线(2)连接在所述发射板(1)上，每个所述接收单元包括接收天线(3)、接收板(4)，所述接收天线(3)连接在所述接收板(4)上，每个所述接收单元连接一个被控制的所述物联网节点模块(6)，使用时用户控制所述发射单元，所述发射单元通过所述发射天线(2)将用户指令发送到所述接收单元的所述接收天线(3)，所述接收单元接收用户数据后，确定是否在给所述物联网节点供电，以确定所述物联网节点模块(6)是否进入工作状态。

【技术特征摘要】
1.一种无线传感器网络低功耗控制系统，包括一个发射单元，包括一个发射板(1)和一个发射天线(2)，N个接收单元，N个物联网节点模块(6)，其特征在于：所述发射天线(2)连接在所述发射板(1)上，每个所述接收单元包括接收天线(3)、接收板(4)，所述接收天线(3)连接在所述接收板(4)上，每个所述接收单元连接一个被控制的所述物联网节点模块(6)，使用时用户控制所述发射单元，所述发射单元通过所述发射天线(2)将用户指令发送到所述接收单元的所述接收天线(3)，所述接收单元接收用户数据后，确定是否在给所述物联网节点供电，以确定所述物联网节点模块(6)是否进入工作状态。2.根据权利要求1所述的无线传感器网络低功耗控制系统，其特征在于，所述发射板(1)包括用户控制的强行关断开关(7)、微控制器一(8)、发射模块(9)、电源部分一(11)，其中，所述强行关断开关与所述微控制器一(8)相连，所述微控制器一(8)与所述发射模块(9)相连，所述电源部分一(11)分别与所述微控制器一(8)、所述发射模块(9)相连。3.根据权利要求2所述的无线传感器网络低功耗控制系统，其特征在于，如果强行关断开关(...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，陈善继，贾国庆，张瑞霞，陈志浩，
申请(专利权)人：青海民族大学，
类型：新型
国别省市：青海,63