一种太阳能供电的无线传感器的网络节点模块的制作方法

本发明涉及无线传感器网络技术领域，尤其涉及一种太阳能供电的无线传感器的网络节点模块。

背景技术：

无线传感器网络由大量具有通信、计算、感知能力的节点组成，通过无线通信方式形成自组织多跳的网络系统，其目的是感知、采集和处理监测区域中对象的相关信息。无线传感器网络的特点是网络中节点数目多，通信网络常是自组织多跳网络，相对较短的通讯距离，数据传输速率低，节点能量消耗低。这些特点使得无线传感器网络适合部署在需要大范围、大规模的参数监测场合。

无线传感器网络中的节点具有一定的数据处理和存储的能力，在能量上常常受限，配有无线数据收发端，根据需要增加传感器以测量某些参数。节点的性能决定了网络的成本、可靠性、通用性。

技术实现要素：

本发明提供一种无线传感器网络节点模块，本发明的无线传感器网络节点模块，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长等优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种太阳能供电的无线传感器的网络节点模块，包括微控制器、存储器、无线通讯模块、能量管理模块、传感器、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块和供电单元；所述能量管理模块、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器、无线通讯模块和供电单元分别与微控制器相连，所述A/D转换器与传感器相连，所述能量管理模块分别与传感器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器和无线通讯模块相连；所述无线通讯模块还包括与其相连的无线通讯模块LED指示灯；所述供电单元包括太阳能电池板、太阳能充电模块、可充电锂电池和稳压电路，所述太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块通过稳压电路连接到微控制器。所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板为圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板为椭圆形，其上设有凸透镜层，所述的凸透镜层是由焦距不同的六棱形凸透镜组成的向上拱起的半椭球状曲面。

优选地，所述存储器为RAM和ROM。

优选地，所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。

优选地，所述定位模块为北斗定位模块或者GPS定位模块。

优选地，微控制器为CC2430芯片。

优选地，所述LCD显示器为1602 液晶显示器。

优选地，所述凸透镜层上的六棱凸透镜的焦点都落在太阳能电池板上。

本发明的能量管理模块能够为工作在不同电压下的各个模块提供适合的工作电压。所述LCD显示屏用于信息显示。所述驱动模块用于将整个节点模块移动到指定位置。本发明采用普通电池和太阳能电池板相结合的方式为节点供电，这种供电方式既节能又能够延长了无线传感器网络节点的寿命。本发明的无线传感器网络节点模块，具有较高集成度，同时具备低成本、低能耗、高效率、寿命长等优点，实用性强，适用范围广。本发明的太阳能电池板其上具有向上拱起的半球状或者半椭球状的凸透镜层，一方面凸透镜具有聚光能力，能够增加太阳能电池板的光照强度，另一方面向上拱起的半球状或者半椭球状曲面能够增加受光面积，从而也能增加太阳能电池板的光照强度，光照强度增加，太阳能电池板的光电转化效率也增加。

附图说明

图1为本发明的模块示意图；

图2为太阳能电池板的具体结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细的描述。

如图1所示，一种太阳能供电的无线传感器的网络节点模块，包括微控制器、存储器、无线通讯模块、能量管理模块、传感器、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块和供电单元；所述能量管理模块、A/D转换器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器、无线通讯模块和供电单元分别与微控制器相连，所述A/D转换器与传感器相连，所述能量管理模块分别与传感器、LCD显示屏、定位模块、驱动模块、存储器和无线通讯模块相连；所述无线通讯模块还包括与其相连的无线通讯模块LED指示灯；所述电源供给模块包括太阳能电池板、太阳能充电模块、稳压电路、可充电锂电池、转换器和普通电池，太阳能电池板和可充电锂电池分别与太阳能充电模块相连，太阳能充电模块与稳压电路相连，稳压电路和普通电池分别与转化器相连，转换器连接到微控制器；所述的太阳能电池板1为圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半球状曲面；或者所述的太阳能电池板1为椭圆形，其上设有凸透镜层2，所述的凸透镜层2是由焦距不同的六棱形凸透镜3组成的向上拱起的半椭球状曲面。

整个无线传感器的网络节点模块的供电由电源供给模块提供。本发明采用普通电池和太阳能电池板相结合的方式为节点供电，一方面太阳能电池板将太阳能转化为电能为整个节点供电。太阳能电池板将太阳能转化为电能，然后将电能传输到太阳能充电模块，太阳能充电模块进行充电从而将电能储存起来，太阳能充电模块还为可充电锂电池充电，可充电锂电池也可以储存一部分电能，同时太阳能充电模块的电能还经过稳压电路和转换器为微控制器供电，微控制器通过控制能量管理模块为其他各部分进行供电。另一方面，当遇到连续阴雨天，太阳能供电不足时，可以通过转换器转换为普通电池进行供电，当太阳能电池板能够转化光能为节点供电时，转换器又会自动切换为太阳能供电，这种供电方式既节能又能够延长了无线传感器网络节点的寿命。由于不同的模块工作在不同的电压，能量管理模块能够为各个模块提供适合工作的电压。传感器收集信号后，由A/D转换器将模拟信号转化为数字信号后再传输给微控制器。所述LCD显示屏用于信息显示。所述驱动模块用于将整个节点模块移动到指定位置。

所述存储器为RAM和ROM。

所述无线通讯模块为Zigbee通讯模块。

所述定位模块为北斗定位模块或者GPS定位模块。

微控制器为CC2430芯片。所述核心处理单元核心处理器为CC2430 芯片，该芯片采用高性能和低功耗的8051 微控制器核，具有高达128KB 可编程闪存和8KB 的RAM 等片上资源。

所述LCD显示器为1602 液晶显示器。

所述凸透镜层2上的六棱凸透镜3的焦点都落在太阳能电池板1上。