一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，包括后端监控单元和无线传感器汇聚节点。后端监控单元通过光纤为无线传感器汇聚节点提供电力供应，无线传感器汇聚节点接收其所处网络中传感器节点采集的监测信息，并通过光纤将信息回传到后端监控单元。本发明专利技术通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，具有传输距离远、部署灵活、抗干扰能力强等优点，扩展了无线传感器网络的应用场景。感器网络的应用场景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统


[0001]本专利技术属于无线传感器领域，具体涉及一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统。

技术介绍

[0002]无线传感器网络是由具备特定功能的传感器节点通过自组织网络的方式，进行信息采集的智能网络，其目的是让整个网络中的传感器节点获取和处理所在区域中的有用信息，并以一定的机制发送给汇聚节点，数据经汇聚节点处理过后传输给后端监控单元，实现区域目标的持续监控和状态测量。无线传感器网络具有重要的科研价值和广泛的应用前景，在我国的国防军事、国家安全、航空航天、环境监测、交通管理、医疗救护、制造业、反恐抗灾等领域都得到了广泛应用。
[0003]无线传感器汇聚节点一般为电池供电或者远距离供电，采用电池供电时，由于电量有限需要定期对其进行更换，但在很多应用场景下，电池更换非常困难；采用远距离供电时，需要设计专用的远距离输电功能模块，且长距离电线部署不方便，不易维护，抗干扰能力弱。本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，具有传输距离远、部署灵活、抗干扰能力强等优点，扩展了无线传感器网络的应用场景。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，具有传输距离远、部署灵活、抗干扰能力强等优点。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是:一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，包括后端监控单元和无线传感器汇聚节点，后端监控单元对无线传感器网络工作状态和采集信息进行监控，并通过光纤为无线传感器汇聚节点提供电力供应；无线传感器汇聚节点接收其所处网络中传感器节点采集的监测信息，并通过光纤将信息回传到后端监控单元。
[0006]后端监控单元由主控模块、光纤供电模块、光纤数据收发光模块和合波器组成。主控模块是后端监控单元的控制核心，通过光纤供电模块控制无线传感器汇聚节点电力供应，通过光纤数据收发光模块实现对无线传感器汇聚节点的数据接收和状态控制。光纤供电模块通过内部的激光二极管将电能转化为光能，通过光纤实现无线传感器汇聚节点的电力供应。光纤数据收发光模块是后端监控单元的数据接口单元，通过光模块实现业务和控制数据在光信号和电信号之间的转换。合波器将传输能量和传输数据的两路光信号合成一路光信号，通过一根光纤实现能量和数据的传输。
[0007]无线传感器汇聚节点由汇聚节点控制器、光电转换模块、光纤数据收发光模块、射频前端和分波器组成。汇聚节点控制器是无线传感器汇聚节点的控制核心，通过射频前端
接收传感器节点的数据，对网络的开机配置、时钟同步、组网、休眠等功能进行管理，并将接收到的数据传递给后端监控单元。光电转换模块由光电转换器、LC滤波电路、DC/DC稳压电源等组成，通过光电转换器，将光能转换为电能，并驱动整个无线传感器汇聚节点工作。光纤数据收发光模块是无线传感器汇聚节点的数据接口单元，通过光模块实现业务和控制数据在光信号和电信号之间的转换。射频前端负责无线传感器汇聚节点和传感器节点的通信。分波器将能量和数据的从一路光信号中解调出来，用于能量供给和数据通信。
[0008]与现有技术相比，本专利技术有以下有益效果：本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，解决了现有传感器网络汇聚节点采用电池供电能量有限，需要定期更换的问题。
[0009]本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，解决了现有传感器网络汇聚节点采用远距离电线供电，需要使用专用的远距离输电功能模块，且电线部署不方便，不易维护，抗干扰能力弱的问题。
[0010]本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，解决了现有传感器网络汇聚节点与后端监控单元数据传输采用无线通信时，传输距离近，速率底，容易受到干扰的问题。
[0011]本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，解决了现有传感器网络汇聚节点与后端监控单元数据传输采用电缆进行通信时，部署不方便，不易维护，抗干扰能力弱的问题。
附图说明
[0012]图1是基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统架构图。
[0013]图2是后端监控单元和无线传感器汇聚节点组成图。
具体实施方式
[0014]下面结合具体技术方案和附图详细阐述本专利技术，但本专利技术并不局限于具体实施例。
[0015]无线传感器网络是由具备特定功能的传感器节点通过自组织网络的方式，进行信息采集的智能网络，主要用于测量温度、压力、冲击、振动和噪声等参数。
[0016]本专利技术提供了一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，通过一根光纤为无线传感器网络汇聚节点提供能量和数据传输通道，具有传输距离远、部署灵活、抗干扰能力强等优点，扩展了无线传感器网络的应用场景。
[0017]图1为基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统架构图，主要包括后端监控单元、无线传感器汇聚节点和传感器节点。图2是后端监控单元和无线传感器汇聚节点组成图。
[0018]本实施例包括一个后端监控单元、一个汇聚节点和若干个传感器节点，后端监控单元用于用户对无线传感器网络工作状态和采集信息进行监控；无线传感器汇聚节点接收
传感器节点的数据，并对网络的开机配置、时钟同步、组网、休眠等功能进行管理，并且将接收到的数据传递给后端监控单元；传感器节点用于采集监控对象状态信息。
[0019]后端监控单元由主控模块、光纤供电模块、光纤数据收发光模块和合波器组成。主控模块是后端监控单元的控制核心，通过光纤供电模块控制无线传感器汇聚节点电力供应，通过光纤数据收发光模块实现对无线传感器汇聚节点的数据接收和状态控制。光纤供电模块通过内部的激光二极管将电能转化为光能，通过光纤实现无线传感器汇聚节点的电力供应。光纤数据收发光模块是后端监控单元的数据接口单元，通过光模块实现业务和控制数据在光信号和电信号之间的转换。合波器将传输能量和传输数据的两路光信号合成一路光信号，通过一根光纤实现能量和数据的传输。
[0020]无线传感器汇聚节点由汇聚节点控制器、光电转换模块、光纤数据收发光模块、射频前端和分波器组成。汇聚节点控制器是无线传感器汇聚节点的控制核心，通过射频前端接收传感器节点的数据，对网络的开机配置、时钟同步、组网、休眠等功能进行管理，并将接收到的数据传递给后端监控单元。光电转换模块由光电转换器、LC滤波电路、DC/DC稳压电源等组成，通过光电转换器，将光能转换为电能，并驱动整个无线传感器汇聚节点工作。光纤数据收发光模块是无线传感器汇聚节点的数据接口单元，通过光模块实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，其特征在于，由后端监控单元和无线传感器汇聚节点组成，后端监控单元对无线传感器网络工作状态和采集信息进行监控，并通过光纤为无线传感器汇聚节点提供电力供应；无线传感器汇聚节点对传感器节点的开机配置、时钟同步、组网和休眠功能进行管理，并将接收到的数据通过光纤回传到后端监控单元。2.根据权利要求1所述的一种基于光纤供电的无线传感器网络数据汇聚系统，其特征在于，在不使用合波器和分波器时，可以使用独立的光纤，分别传输能量和数据。3.根据权利要求1所述的后端监控单元，其特征在于，由主控模块、光纤供电模块、光纤数据收发光模块和合波器组成，主控模块是后端监控单元的控制核心，通过光纤供电模块控制无线传感器汇聚节点电力供应，通过光纤数据收发光模块实现对无线传感器汇聚节点的数据接收和状态控制；光纤供电模块通过内部的激光二极管将电能转化为光能，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晓斐，张慧，张田甜，李慕堂，刘桦宣，赵林，万飞，
申请(专利权)人：北京青河创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：