无线感测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无线感测装置及方法。本发明专利技术揭示一种无线感测装置，其包括经配置以检测机械振动且响应于所述机械振动而产生电信号的振动传感器。所述装置还包括适合于在所述无线感测装置与远程装置之间建立无线连接的收发器。所述收发器经配置以从所述振动传感器接收所述电信号的至少一部分，且取决于电信号部分的强度而接通并将无线电信号发射到所述远程装置。所述无线电信号适合于在所述远程装置处触发后续动作。

Wireless Sensing Device and Method

【技术实现步骤摘要】
无线感测装置及方法分案申请的相关信息本申请是国际申请日为2013年8月9日、国际申请号为PCT/EP2013/002405、专利技术名称为“无线感测装置及方法”的PCT申请进入中国国家阶段申请号为201380043330.2的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及无线传感器网络领域。特定来说，本专利技术涉及一种用于无线传感器网络的无线感测装置，涉及一种用于操作此装置的方法，且涉及一种包括此装置的无线传感器网络。
技术介绍
据知，无线传感器网络(简略地，WSN)包括若干个空间分布的无线感测装置，每一装置具备一或多个传感器及允许节点与WSN的其它节点通信的一或多个短程无线收发器(例如，蓝牙收发器)。取决于WSN的应用类型，提供于WSN的无线感测装置处的传感器适合于监控物理或环境条件，例如，振动、温度、压力、光、噪音、污染物、能量等。WSN的最常见应用包含交通监控、家用监控、工业过程或工业厂房的监控，基础设施或建筑的结构监控等等。在WSN中，每一无线感测装置提供关于由其特有传感器检测到的物理或环境条件的数据。然后，可能通过其它装置(取决于布置所述装置所根据的拓扑)，每一装置可将其特有数据发射到中心站。装置可将其数据自发地发射到中心站，或替代地，由装置进行的数据发射可由中心站产生的查询而触发。在中心站处，以集中方式收集并处理由各种无线感测装置提供的信息。每一无线感测装置通常从干线电源或从本地电源(例如电池)汲取所需电力。无线感测装置的电力消耗是主要由其传感器及其无线收发器所消耗的电力产生。
技术实现思路
专利技术者已注意到，由干线电源为无线感测装置供电是不利的，因为WSN提供商将需要从分配电力的本地当局请求授权以将其装置连接到所述干线电源。然而，获得此授权可是非常昂贵且耗时的操作。另一方面，使用电池来为无线感测装置供电是不利的，因为电池放电且因此具有有限使用寿命。当为装置供电的电池放电时，其需要被替换。然而，此操作是非常耗时(尤其在WSN包括在广泛区域内散布的数个装置的情形中)且因此增加WSN的维护成本。此外，如果无线感测装置的位置是遥远的及/或几乎难以接达，那么接达所述装置以替换其电池可是不方便的或甚至不可能。此外，电池包括可污染环境的化学品。鉴于以上所述，专利技术者已面对提供克服前述缺陷的无线感测装置(特定来说，无线振动感测装置)的问题。特定来说，期望提供包括能够供应可能无限制量的电力而不需要再充电或替换持久一段时间的环境友好自治电源的无线感测装置(特定来说，无线振动感测装置)。本文中对术语“机械振动”的提及应理解为关于由无线感测装置外部的物理现象的存在或发生所导致的振动。因此，现实装置中可由所述装置自身的特有操作造成的固有振动被认为可忽略且不囊括于术语“机械振动”在本说明书的上下文中的意义内。根据第一方面，提供无线感测装置，所述无线感测装置包括：-振动传感器，其经配置以检测机械振动且响应于所述机械振动而产生电信号；及-收发器，其适合于在所述无线感测装置与远程装置之间建立无线连接，其中所述收发器经配置以接收所述电信号的至少一部分，且取决于所述电信号的所述至少一部分的强度而接通并将无线电信号发射到所述远程装置。根据优选实施例，所述振动传感器包括振动能量采集器。更优选地，所述振动能量采集器包括壳体、布置在所述壳体内的第一质量元件及第二质量元件以及耦合到所述第二质量元件的能量变换器，所述能量变换器经布置以通过所述壳体与所述第二质量元件之间的相对运动被激活，所述相对运动是通过从所述第一质量元件以碰撞方式转移到所述第二质量元件的动能的至少一部分激发。根据第一实施例，传感器经配置以将所述电信号的所述至少一部分自动供应到所述收发器。优选地，所述收发器进一步经配置以在被接通时将所述无线电信号自动发射到所述远程装置。根据第二实施例，无线感测装置进一步包括插置于所述振动传感器与所述收发器之间的控制模块，所述控制模块经配置以检查所述电信号是否满足一或多个预定要求，且如果满足所述一或多个预定要求，那么将所述电信号的所述至少一部分供应到所述收发器。优选地，所述控制模块进一步经配置以指示所述收发器将无线电信号发射到所述远程装置。任选地，所述收发器进一步经配置以将关于所述电信号的信息包含在所述无线电信号中。根据第二方面，提供一种用于操作无线感测装置的方法，所述无线感测装置包括振动传感器及适合于在所述无线感测装置与远程装置之间建立无线连接的收发器，所述方法包括，在所述振动传感器处：a)在所述振动传感器处，检测机械振动且响应于所述机械振动而产生电信号；及b)在所述收发器处，接收所述电信号的至少一部分，且取决于所述电信号的所述至少一部分的强度而接通并将无线电信号发射到所述远程装置。根据第一实施例，步骤b)包括：在所述振动传感器产生所述电信号时自动接收所述电信号的所述至少一部分到所述收发器。优选地，步骤b)进一步包括：在所述收发器处，在所述收发器接通时将所述无线电信号自动发射到所述远程装置。根据第二实施例，步骤b)进一步包括：在于所述收发器处接收所述电信号的所述至少一部分之前，检查所述电信号是否满足一或多个预定要求，且如果满足所述一或多个预定要求，那么在所述收发器处接收所述电信号的所述至少一部分。优选地，步骤b)进一步包括：指示所述收发器将所述无线电信号发射到所述远程装置。优选地，步骤b)进一步包括：将关于所述电信号的信息包含在所述无线电信号中。根据第三方面，提供一种包括至少一个如上文所陈述的无线感测装置的无线传感器网络。附图说明通过参考附图阅读用实例但非限制方式给出的以下更详细描述，本专利技术将变得更清晰：-图1示意性展示根据本专利技术的第一实施例的无线感测装置；-图2为图1的装置的操作的流程图；-图3示意性展示根据本专利技术的第二实施例的无线感测装置；-图4为图3的装置的操作的流程图；-图5示意性展示包括根据本专利技术的第一或第二实施例的若干个无线感测装置的无线传感器网络；-图6a及6b是关于图1的装置的示范性应用；且-图7a及7b是关于图3的装置的示范性应用。具体实施方式图1展示根据本专利技术的第一实施例的无线感测装置WSD。无线感测装置WSD优选地包括一或多个振动传感器及一或多个无线收发器。用非限制性实例的方式，图1中展示的装置WSD包括一个振动传感器S及一个短程无线收发器TRX。振动传感器S包括经配置以使用基于单自由度的振动检测器及/或基于多自由度的振动检测器来检测振动的传感器。根据特别优选实施例，振动传感器S包括经配置以将机械振动V转换成电信号I(即，电流或电压)的振动能量采集器。振动传感器S具有其借以发射电信号I的输出OUT。更优选地，振动传感器S包括如特此以引用的方式并入的US2011/0074162所描述的振动能量采集器。此振动能量采集器包括较高质量的第一质量元件及较低质量的第二质量元件，所述第一质量元件及所述第二质量元件沿着其被低摩擦导引杆约束于的笔直路径以弹道方式移动(“以弹道方式”意指所述质量元件的运动由其特有动量、重力、假重力控制，而不是由摩擦力及所施加力控制)。质量元件及导引杆含于壳体内，所述导引杆固定到所述壳体。提供弹簧元件以防止质量元件之间及每一质量元件与壳体之间的碰撞的非弹性能量损失。通过与质量元件的位移轴同心的螺线管线圈提供能量转导。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线感测装置(WSD、WSD')，其包括：振动传感器(S、S')，其经配置以检测机械振动(V、V')且响应于所述机械振动(V、V')而产生电信号(I、I')；及收发器(TRX、TRX')，其适合于在所述无线感测装置(WSD、WSD')与远程装置之间建立无线连接，其中所述收发器(TRX、TRX')经配置以接收所产生的所述电信号(I、I')的至少一部分(I、I1')，且取决于所产生的所述电信号(I、I')的所述至少一部分(I、I1')的强度而接通并将无线电信号(RS)发射到所述远程装置，并且其中所述收发器(TRX、TRX')被配置为在所产生的所述电信号(I、I')的所述至少一部分(I、I1')的所述强度不足以为所述收发器(TRX、TRX')供电的情况下保持被关断。

【技术特征摘要】
2012.08.13 EP 12306000.61.一种无线感测装置(WSD、WSD')，其包括：振动传感器(S、S')，其经配置以检测机械振动(V、V')且响应于所述机械振动(V、V')而产生电信号(I、I')；及收发器(TRX、TRX')，其适合于在所述无线感测装置(WSD、WSD')与远程装置之间建立无线连接，其中所述收发器(TRX、TRX')经配置以接收所产生的所述电信号(I、I')的至少一部分(I、I1')，且取决于所产生的所述电信号(I、I')的所述至少一部分(I、I1')的强度而接通并将无线电信号(RS)发射到所述远程装置，并且其中所述收发器(TRX、TRX')被配置为在所产生的所述电信号(I、I')的所述至少一部分(I、I1')的所述强度不足以为所述收发器(TRX、TRX')供电的情况下保持被关断。2.根据权利要求1所述的无线感测装置(WSD、WSD')，其中所述振动传感器(S、S')包括振动能量采集器。3.根据权利要求2所述的无线感测装置(WSD、WSD')，其中所述振动能量采集器包括壳体、布置在所述壳体内的第一质量元件及第二质量元件以及耦合到所述第二质量元件的能量变换器，所述能量变换器经布置以通过所述壳体与所述第二质量元件之间的相对运动被激活，所述相对运动是通过从所述第一质量元件以碰撞方式转移到所述第二质量元件的动能的至少一部分激发。4.根据前述权利要求中任一权利要求所述的无线感测装置(WSD)，其中所述传感器(S)经配置以将所产生的所述电信号(I)的所述至少一部分(I)自动供应到所述收发器(TRX)。5.根据权利要求4所述的无线感测装置(WSD)，其中所述收发器(TRX)进一步经配置以在被接通时将所述无线电信号(RS)自动发射到所述远程装置。6.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的无线感测装置(WSD')，其中所述无线感测装置(WSD')进一步包括插置于所述振动传感器(S')与所述收发器(TRX')之间的控制模块(CM')，所述控制模块(CM')经配置以检查所述电信号(I')是否满足一或多个预定要求，且如果满足所述一或多个预定要求，那么将所产生的所述电信号(I')的所述至少一部分(I1')供应到所述收发器(TRX')。7.根据权利要求6所述的无线感测装置(WSD')，其中所述控制模块(CM')进一步经配置以指示所述收发器(TRX')将所述无线电信号(RS')发射到所述远程装置。8.根据权利要求7所述的无线感测装置(WSD')，其中所述收发器(TRX')进一步经配置以将关于所述电信号(I')的信息包含在所述无线电信号(RS')中。9.根据前述权...

【专利技术属性】
技术研发人员：多穆赫奈尔·赫农，克里斯托弗·格朗伊特，马库斯·博格，罗南·福里塞尔，阿尼玛·阿迪，
申请(专利权)人：阿尔卡特朗讯，
类型：发明
国别省市：法国,FR