【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及测温传感器电路，特别是一种无线测温传感器电路。
技术介绍
1、无线传感器网络在工业自动化的过程中扮演着为控制系统提高信息连接的重要角色，将会随着我国整体工业水平的提高，拥有广阔的应用前景。无线传感器网络系统非常适合用于物联网中长期工业环境数据采集，因此无线传感器网络系统也成为了工业智能化中研究的重点。
2、无线传感器系统向着数字化、集成化、微功耗、小型化发展，部分传感设备的功率最低已能够实现微瓦，而体积仅是芯片级大小。随着传感器件数量剧增，传感器传统的供电方式与复杂走线会影响工业设备的正常运转。而且，很多时候由于传感器的供电线缆部分与部分电力设备之间良好的电气隔离难以建立起来，采用线缆供电有很大弊端，且如果传感设备安装的灵活性差，也不利于后期增设设备。无线传感器最简单和常用的非走线供能方式为内置电池供电，此种方式缺点明显，电池终究会电能耗尽，海量电池的更换和维护将是一个非常棘手的问题，同时大量使用电池还会加剧环境污染。为了克服线缆和电池供电的缺点，目前研究较多的是无源传感器技术。
3、近几年，新型的传感器自供能技术蓬勃兴起，其通过设计新型材料和结构实现环境微能量的采集来为传感器供电，是解决能源互联网传感器供电最有前景的技术，例如摩擦纳米发电、温差发电、太阳能发电、压电取能、环境电磁能收集等等。通过利用这些能量，目前自供电技术已经在无线传感网络供电以及物联网技术方面有了一些应用，解决了传统传感器电缆走线困难，电池更换难的问题，为工业智能化奠定了一定基础。但是，相比之下，该技术存在输出功率低和输
4、在
技术介绍
部分中公开的所述信息仅仅用于增强对本专利技术背景的理解，因此可能包含不构成在本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、针对所述现有技术存在的不足或缺陷，提供了一种无线测温传感器电路，利用电能变换与储能控制技术设计针对于低电压低功率输入特性的电路系统对环境收集到的电能进行升压、储能以及控制等处理，以提高能量的利用率，并最终实现测温无线功能。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案予以实现。
3、一种无线测温传感器电路包括，
4、电能变换模块，其电连接低电压低功率能量已将其电能电压值转换为传感器额定工作电压值，所述电能变换模块包括提供升压功能的升压芯片及其外围电路，低电压低功率能量为电压值为130mv至3v、功率为0.01mw至300mw的能量；
5、储能控制模块，其电连接所述电能变换模块以输出电能，利用储能元件对该电能进行储能并搭建控制电路控制储能元件充放电，所述储能控制模块包括储能元件和控制储能元件充放电的控制电路；
6、测温模块，其连接所述储能控制模块，测温模块包括pt1000铂电阻和1kω偏置电阻；
7、微处理单元，其电连接所述储能控制模块，其包括采集并处理传感器温度数据和输入电压数据的adc控制器；
8、无线通讯模块，其电连接所述储能控制模块和微处理单元，无线通讯模块与接收端无线通讯模块连接以定时无线通讯；
9、光电唤醒模块，其连接所述无线通讯模块以外部唤醒无线通讯模块。
10、所述的无线测温传感器电路中，低电压低功率能量的输入电压的最低值记为vin_min、输入能量的最低值记为pin_min、输入能量的功率记为pin、输入能量的开路电压记为voc，在voc≥vin_min且pin≥pin_min时，电能变换模块通过升压芯片进行升压处理。
11、所述的无线测温传感器电路中，升压芯片通过调节输入端的分压电阻，控制电能变换模块的输入电压与开路电压voc成固定比例，升压芯片输出电压值通过外围电路进行编程设定，电压设定范围2.5v至5.25v。
12、所述的无线测温传感器电路中，所述储能元件包括锂离子电容器，当储能元件电压值低于设定电压阈值最小值时，储能元件充电并且断开供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最小值且低于设定电压阈值最大值时，储能元件充电并同时供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最大值时，储能元件断开充电并供电。
13、所述的无线测温传感器电路中，所述微处理单元包括8051单片机，其使用多路adc控制器采集温度数据和电压数据并打包发送至无线通讯模块、控制无线通讯模块的休眠与唤醒。
14、所述的无线测温传感器电路中，微处理单元的两个i/o口连接在pt1000铂电阻两端，利用所述adc控制器读取两个端口的电压，从而获取pt1000铂电阻温度数据。
15、所述的无线测温传感器电路中，利用所述adc控制器直接读取电能变换模块的输入电压以判断传感器输入能量情况，若满足最低输入条件，无线测温传感器电路在设定频率下工作，若不满足最低输入条件，无线测温传感器电路在低频状态下，直至无线测温传感器电路断电。
16、所述的无线测温传感器电路中，光电唤醒模块定时唤醒使无线通讯模块工作在定频状态，发送信号后，无线通讯模块工作在休眠模式，此时通过i/o口和mos管断开测温电路。
17、所述的无线测温传感器电路中，光电唤醒模块使用光电三极管与i/o口下拉电阻分压，在光强低于光强阈值时，无线通讯模块处于休眠状态；在光强高于光强阈值时，无线通讯模块唤醒。
18、所述的无线测温传感器电路中，当未进行光照唤醒时，无线测温传感器电路的静态电流记为iq，通过外部光源照射后无线通信模块被唤醒，唤醒状态下的电流记为iw，唤醒状态下消耗的功率记为pw发送数据后传感器进入休眠状态，休眠状态电流为is，休眠状态下消耗的功率记为ps，传感器工作周期为t，唤醒时间为tw的定频工作，对ps和pw求时间上的平均值记为pavg，记供能模块的输出功率为pin，在开路电压voc≥vin_min且pavg≤pin的情况下，无线测温传感器电路保持工作周期为t，唤醒时间为tw的定频工作，同时，储能模块将剩余的能量储存，当能量输入丢失时，继续给无线测温传感器电路供能。
19、与现有技术相比，本专利技术带来的有益效果为：
20、本专利技术将工业现场环境收集的能量通过电能变换与储能控制技术为测温无线传感器提供电能。对于电压值大于等于130mv小于等于3v、输出功率大于0.01mw小于等于300mw能量，可转换为2.2v至5.25v额定电压并通过储能元件储存。控制电路充放电以及低功耗设计可保证传感器实现定频工作，即实现铂电阻多路测温采集和zigbee无线通讯功能。特别地，对输入能量进行监测，并根据输入能量情况适当地调整传感器工作频率。另外，传感器工作在休眠状态下也可通过外部光源进行唤醒。测试表明，在开路电压为150mv至3v，输入功率为0.5mw至2.8mw的输入条件下，传感器可实现10m本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无线测温传感器电路，其特征在于，其包括，
2.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，优选的，低电压低功率能量的输入电压的最低值记为Vin_min、输入能量的最低值记为Pin_min、输入能量的功率记为Pin、输入能量的开路电压记为Voc，在Voc≥Vin_min且Pin≥Pin_min时，电能变换模块通过升压芯片进行升压处理。
3.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，升压芯片通过调节输入端的分压电阻，控制电能变换模块的输入电压与开路电压Voc成固定比例，升压芯片输出电压值通过外围电路进行编程设定，电压设定范围2.5V至5.25V。
4.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，所述储能元件包括锂离子电容器，当储能元件电压值低于设定电压阈值最小值时，储能元件充电并且断开供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最小值且低于设定电压阈值最大值时，储能元件充电并同时供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最大值时，储能元件断开充电并供电。
5.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，所述微处理
6.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，微处理单元的两个I/O口连接在PT1000铂电阻两端，利用所述ADC控制器读取两个端口的电压，从而获取PT1000铂电阻温度数据。
7.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，利用所述ADC控制器直接读取电能变换模块的输入电压以判断传感器输入能量情况，若满足最低输入条件，无线测温传感器电路在设定频率下工作，若不满足最低输入条件，无线测温传感器电路在低频状态下，直至无线测温传感器电路断电。
8.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，光电唤醒模块定时唤醒使无线通讯模块工作在定频状态，发送信号后，无线通讯模块工作在休眠模式，此时通过I/O口和MOS管断开测温电路。
9.如权利要求8所述的无线测温传感器电路，其特征在于，光电唤醒模块使用光电三极管与I/O口下拉电阻分压，在光强低于光强阈值时，无线通讯模块处于休眠状态；在光强高于光强阈值时，无线通讯模块唤醒。
...【技术特征摘要】
1.一种无线测温传感器电路，其特征在于，其包括，
2.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，优选的，低电压低功率能量的输入电压的最低值记为vin_min、输入能量的最低值记为pin_min、输入能量的功率记为pin、输入能量的开路电压记为voc，在voc≥vin_min且pin≥pin_min时，电能变换模块通过升压芯片进行升压处理。
3.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，升压芯片通过调节输入端的分压电阻，控制电能变换模块的输入电压与开路电压voc成固定比例，升压芯片输出电压值通过外围电路进行编程设定，电压设定范围2.5v至5.25v。
4.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，所述储能元件包括锂离子电容器，当储能元件电压值低于设定电压阈值最小值时，储能元件充电并且断开供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最小值且低于设定电压阈值最大值时，储能元件充电并同时供电；当储能元件电压值高于设定电压阈值最大值时，储能元件断开充电并供电。
5.如权利要求1所述的无线测温传感器电路，其特征在于，所述微处理单元包括...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴翊，何海龙，汪治国，雷承博，纽春萍，荣命哲，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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