一种无线无源多参数传感器制造技术

一种无线无源多参数传感器，是一种以太阳能为能源，以双电层电容为储能装置，并用Ｚｉｇｂｅｅ超低功耗无线单片机实现多个数据无线传输的传感器。该装置设有太阳能电池、超级电容、无线单片机ＣＣ２４３０、多个不同类型的微功耗传感器。由于装置中的无线单片机和传感器的功耗极低，超级电容可使该装置长时间工作。而且对于所要测量的参数可以方便的增减。所以可广泛应用于环境的多参数检测，仪器设备保护，电厂、变电站安全监控，企业和工程现场的安全报警及工业自动化等测点多且分散的领域。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

A wireless passive multi parameter sensor

A wireless passive multi parameter sensor, is a kind of solar energy, the electric double layer capacitor as the energy storage device, and the realization of multiple sensor data wireless transmission using Zigbee ultra low power wireless microcontroller. The device is provided with a solar cell, a super capacitor, a wireless microcontroller CC2430, and a plurality of different types of micro power sensors. Because of the very low power consumption of the wireless microcontroller and sensor in the device, the super capacitor can make the device work for a long time. And for the parameters to be measured, you can easily increase or decrease. Therefore, it can be widely used in the multi parameter detection of environment, the protection of instrument and equipment, the safety monitoring of power plants and substations, the safety alarm and industrial automation of enterprises and engineering sites, and the scattered and scattered points.

【技术实现步骤摘要】
一种无线无源多参数传感器涉及领域本技术涉及一种多参数传感器，尤其是能在无外供电源的情况下通过太阳能 为传感器提供工作电源。
技术介绍
目前，通常的检测传感器均需要供电线路或使用电池提供电能，即使个别发电式 温度传感器无需外加电源，但也仍然需要导线连接电路和传送信号，而绝大多数无线传感 测量都需要较大功率的供电电源。有些测控现场在不能提供电源和使用电池不方便的情况 下，检测传感器的应用受到了很大的限制。另一方面，目前通常采用的电池供电方式存在持 续工作时间短，需要定时更换，维修量大，对于测控点多且分散、要求实时监控的场合，显然 也不能很好的满足要求。
技术实现思路
本技术旨在提供一种既无需外供电源，也无内置电池，以太阳能为能源，以双 电层电容器为储能装置，通过超低功耗无线微处理器结合微功耗传感器实现参数检测和信 号无线传输。该装置可在各种复杂电磁干扰、强电场、高温、高压、高湿度等恶劣环境中长期 稳定的工作。广泛应用于环境检测，仪器设备保护，电厂、变电站安全监控，企业和工程现场 的安全报警及工业自动化等领域。本技术设有太阳能发电装置、电能存储装置、信号采集传送。所述的太阳能发 电装置设有一太阳能电池片，安装在具有散热器功能的外壳的上表面，朝向受光方向；电能 存储装置处于整个装置的最底部，与壳体紧密接触以便有效散热；无线单片机和传感器接 口安装在太阳能电池的下部、外壳内部；参数传感器通过接口与无线单片机相连接。本技术是这样工作的位于装置顶部的太阳能电池在光照作用下，将产生 约3V的开路电压和300mA的短路电流；太阳能电池产生的电能在对双电层电容器充电的 同时，也对无线单片机CCM30供电；多参数测量传感器通过SPI/UART与CCM30连接，在 CC2430控制下进行信号的采集，并将采集到的信号通过CCM30内部集成的射频收发电路 通过2. 4GHZ/SIM频段进行转发；CCM30 —方面控制传感器工作，另一方面可接受上位机的 指令，设置自身或传感器的工作状态，并可进入低功耗休眠状态；整个装置在无光照、太阳 能电池不发电时，转由双电层电容器供电，并自动转入低功耗工作状态。本技术的有益效果是适用于检测现场供电受限场合，要求检测信号无线传 输的场合，强电磁干扰环境恶劣的测量场合，检测点多且分散的场合，尤其适合于环境实时 监控和要求低成本非高精度的测量应用，可长期置于户外而无需维护。根据初步试验表明， 可方便实现环境温度、湿度、发热报警、侵入报警灯应用。附图说明图1为本技术电路图。图2为图1中超级电容的放电实验电路图。图3为无线单片机CCM30与多个传感器的数据传输框图。具体实施方式如图1所示，在有光照的情况下，太阳能电池对超级电容充电，同时又给后面的负 载供电；在无关照的情况下，由超级电容对后面的负载供电。图1中器件的型号与参数太阳能电池板300mA3V超级电容30F 2. 5V的双电层电容器负载带检测传感器的无线单片机CCM30本技术选择这些器件及型号的原因有以下几点·选用CCM30实现了多个参数的无线传输，且其功耗低，它可通过软件设置多种 工作状态(发送数据状态、接受数据状态、信息采集状态、休眠状态)，且方便地实现与传感 器不同的连接方式，以及与不同类型传感器的连接；·太阳能电池板的使用实现了本技术无需外供电源；·超级电容的使用使本技术的维修量大大减少，它与比一般电池相比有几个 优点1.它几乎可以永无止境的充放电(100000次)，但是电池却很难达到1000次充放 电；2.它可提供很高的放电电流，根据经验，电池的电流会因为多次的电流脉冲而不 断减少；3.它可快速的充电，如果是电池快速的充电，容易发生危险；4.它不需维护，可使用在极端的恶裂的环境中，即便是-40°C的温度中也行；· 300mA3V的太阳能电池板对30F2. 5V的超级电容充电速度快，实验表明，在一般 光照强度下(约15000LUX)，电容起始电压为0V，经4、5分钟就可启动CC2430，20分钟就能 将电容充到2. 95V左右；· 30F 2.5V超级电容的存储电能的能力对于本技术已足够，实验表明，30F 2.5V的超级电容从2.95V开始放电(CCM30节点每10秒发送1次数据)共放4275次，约 12个小时，到1.75V截止。放电实验电路如图2所示。·本技术选用的设备数目少，成本低，维修量少。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无线无源多参数传感器，其特征是：太阳能发电装置作为传感器的工作电源，安装在具有散热器功能的外壳的上表面，朝向受光方向；电能存储装置处于整个装置的最底部，与壳体紧密接触以便有效散热；无线单片机ＣＣ２４３０和传感器接口安装在太阳能电池的下部、外壳内部；参数传感器通过接口与无线单片机相连接。

【技术特征摘要】
1.一种无线无源多参数传感器，其特征是太阳能发电装置作为传感器的工作电源， 安装在具有散热器功能的外壳的上表面，朝向受光方向；电能存储装置处于整个装置的最 底部，与壳体紧密接触以便有效散热；无线单片机CCM30和传感器接口安装在太阳能电池 的下部、外...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建明，王亭岭，陈利平，张彬，徐吉，梁妍，王娜，孟晗，
申请(专利权)人：陈建明，王亭岭，陈利平，张彬，徐吉，梁妍，王娜，孟晗，
类型：实用新型
国别省市：41[中国|河南]