一种随机唤醒模式的无线传感器的制作方法

1.本实用新型涉及传感器技术领域，具体涉及一种随机唤醒模式的无线传感器。


背景技术：

2.目前，绝大部分传感器的输出信号均为电流、电压、频率、脉冲、数字接口，这些类型的传感器的使用方法是：将传感器安装于需要测量的位置，用测量线缆将供电及信号输出引出到采集仪(全自动采集仪、无线采发仪、手持读数设备等)。
3.然而现有这些传感器的使用方法还存在的缺陷如下：一方面会因为一定长度的线缆使用增加材料成本；另一方面在传感器安装过程中也会增加线缆布设的施工费用；最后，现有的无线传感器中针对唤醒方式的随机性有待装配，将数据进行无线实时传送，并采集随机唤醒时所传送或采集的数据信息，进而确保实验的准确性。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种随机唤醒模式的无线传感器，以解决现有技术中的线缆成本和线缆布设成本高的技术问题。
5.为解决上述技术问题，本实用新型具体提供下述技术方案：
6.一种随机唤醒模式的无线传感器，由无线信号接收和传送天线、传感器球状本体、旋转底座组成，传感器球状本体上安装天线，并旋转安装至底座上。
7.一种随机唤醒模式的无线传感器，还包括传感端、无线控制器和人机交互端；
8.所述传感端由多个不同类型输出信号的传感器组成，且所述传感端的传感器从所述无线控制器获取电源并输出传感数据至所述无线控制器；
9.所述无线控制器包括第一微控制单元、以及与所述第一微控制单元不同引脚连接的第一电池组和第一无线通讯模块，所述无线控制器通过第一无线通讯模块将所述传感端的传感数据发送至所述人机交互端进行无线交互，且所述第一电池组分别为所述无线控制器的电子器件和所述传感端的多个传感器提供电源；
10.所述人机交互端包括第二微控制单元，以及与所述第二微控制单元不同引脚连接的按键选择器和第二无线通讯模块，所述人机交互端通过第二无线通讯模块与第一无线通讯模块的数据交互接收所述传感端输出的传感数据。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一电池组用于为所述无线控制器和传感端供电；
12.所述第一微控制单元采用stc8a8k处理芯片，用于完成对所述无线控制器整体的工作逻辑调控，以及控制所述无线控制器与传感端和所述人机交互端的信息交互；
13.所述第一无线通讯模块采用sx1278无线模块或者蓝牙通讯模块，用于在所述第一微控制单元的控制下实现无线数据收发。
14.作为本实用新型的一种优选方案，所述无线控制器还包括受所述第一微控制单元控制的信号测控接口、程控电源组、定时器和计时时钟，所述信号测控接口用于提供若干个
与不同类型输出信号的所述传感器匹配的数据传输接口，且；
15.所述程控电源组从所述第一电池组获取电量，并为所述信号测控接口、定时器和所述第一无线通讯模块提供需要的不同电源；
16.所述定时器在定时时间完成时输出中断信号给第一微控制单元，用于对所述传感端的间歇式数据采集；
17.所述计时时钟用于提供实时的日期时间，且将每次接收的传感数据与所述日期时间打包存储并发送至所述人机交互端。
18.作为本实用新型的一种优选方案，所述按键选择器用于提供给用户进行数据读取和数据写入的操作端口；
19.所述第二微控制单元用于调控所述人机交互端完成数据交互和数据读取操作；
20.所述第二无线通讯模块采用sx1278通讯模块或者蓝牙通讯模块，用于在所述第二微控制单元的控制下完成与所述第一无线通讯模块的信息交互。
21.作为本实用新型的一种优选方案，所述人机交互端还包括与所述第二微控制单元连接受控的显示单元和第二电池组；
22.所述显示单元用于显示所述第二无线通讯模块的交互信息，且提供用户交互界面；
23.所述第二电池组用于为所述人机交互端的电子器件提供电能。
24.本实用新型与现有技术相比较具有如下有益效果：
25.本实用新型实现对主流传感器输出信号的无线获取，减少线缆施工的人工费用，提高了安装效率、降低了劳动强度。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
27.图1为本实用新型实施例提供的无线传感器的结构框图；
28.图2为本实用新型的立体图。
29.图中的标号分别表示如下：a.天线；b.传感器本体，c.底座
[0030]1‑
传感端；2
‑
无线控制器；3
‑
人机交互端；
[0031]
21
‑
第一微控制单元；22
‑
第一电池组；23
‑
第一无线通讯模块；24
‑
信号测控接口；25
‑
程控电源组；26
‑
定时器；27
‑
计时时钟；
[0032]
31
‑
第二微控制单元；32
‑
按键选择器；33
‑
第二无线通讯模块；34
‑
显示单元；35
‑
第二电池组。
具体实施方式
[0033]
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下
所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种随机唤醒模式的无线传感器，由无线信号接收和传送天线a、传感器球状本体b、旋转底座c组成，传感器球状本体b上安装天线a，并旋转安装至底座c上。包括传感端1、无线控制器2和人机交互端3，传感端1由多个不同类型输出信号的传感器组成，例如振弦式传感器、脉冲传感器和数字传感器等，传感端1一般通过短线缆与无线控制器2的集成端口连接，传感端1的传感器从无线控制器2获取电源并输出传感数据至无线控制器。
[0035]
无线控制器2包括第一微控制单元21、以及与第一微控制单元21不同引脚连接的第一电池组22和第一无线通讯模块23，还包括受第一微控制单元21控制的信号测控接口24、程控电源组25、定时器26和计时时钟27。
[0036]
需要特别说明的是，传感端1并不具有独立的电源，无线控制器2的程控电源组25通过信号测控接口24为传感端1提供电源，因此当无线控制器2定时触发传感端1工作时，可实现低能耗应用，以方便在无电路接入的特殊环境下的传感应用。
[0037]
无线控制器2通过第一无线通讯模块23将传感端1的传感数据发送至人机交互端3进行无线交互，且第一电池组22分别为无线控制器2的电子器件和传感端1的多个传感器提供电源。
[0038]
特别的，为了避免电池自放电造成的电量自消耗，电池类型为自放电率低的一次性不可充电电池，例如：锂亚电池，第一微控制单元21可对电池电量进行测量，在电池电量低时发出提示信息。
[0039]
第一微控制单元21采用stc8a8k处理芯片，为可编程器件，用于完成对无线控制器2整体的工作逻辑调控，以及控制无线控制器2与传感端1和人机交互端3的信息交互，也就是说，无线控制器2的所有工作逻辑、电流控制、信息交互均由第一微控制单元21完成，可完成对程控电源组、定时器、无线模块、信号测控模块进行控制和采样。
[0040]
信号测控接口24用于提供若干个与不同类型输出信号的传感器匹配的数据传输接口，完成对电压、电流、振弦、数字传感器控制、测量的功能电路集合，程控电源组25从第一电池组22获取电量，并为信号测控接口24、定时器26和第一无线通讯模块23提供需要的不同电源。
[0041]
例如本实施方式的信号测控接口24可以识别vm501、vm604、vm708等型号的振弦传感器，电压测量可使用adc芯片ads8320等，电流测量可使用精密采样电阻经运放放大转换为电压信号，使用adc芯片采集电压，数字传感测量可使用第一微控制单元21的uart接口经max3485转换为rs485或者使用max3232芯片转换为rs232，并根据连接的数字传感器通讯协议完成传感数据获取。
[0042]
进一步的，传感器可分为有源式和无源式，对于大部分的电压、电流、数字输出型传感器，均需要供电后方可正常工作输出传感数据或者数据，而振弦式和脉冲式传感器为无源式传感器，需要向其发送特定的激励信号后方可输出信号，因此本实施方式的第一微处理单元21在采控过程中控制程控电源组25向信号测控接口24提供不同传感器指定的电压或者电流驱动源。
[0043]
第一无线通讯模块23采用sx1278无线模块或者蓝牙通讯模块，用于在第一微控制单元21的控制下实现无线数据收发，开关和通讯协议解析等工作。
[0044]
定时器26采用sd3078型号，在定时时间完成时输出中断信号给第一微控制单元21，用于对传感端1的间歇式数据采集。
[0045]
计时时钟27包括实时时钟芯片和钮扣电池，用于提供实时的日期时间，且将每次接收的传感数据与日期时间打包存储在flash存储器，或者发送至人机交互端3。
[0046]
其中，flash存储器负责传感器数据在无线控制器2内本地化存储，定时采发的数据先进行本地存储然后发送，若发送成功将记录标记为已发送，若发送不成功则标记为未发送，未发送的数据会在下次采发进程时尝试重新发送。
[0047]
还需要特别说明的是，本实施方式的无线控制器2还包括参数设定器，用于快速设置无线控制器主要工作参数的硬件接口，本实施方式选择将控制器地址、无线参数频道、定时器时间三个参数做为控制器主要工作参数，相应的有3组参数设置硬件接口。例如：使用3个16档旋转开关由用户快速设置上述三个参数。
[0048]
人机交互端3包括第二微控制单元31，以及与第二微控制单元31不同引脚连接的按键选择器32、第二无线通讯模块33、显示单元34和第二电池组35。人机交互端3通过第二无线通讯模块33与第一无线通讯模块23的数据交互接收传感端1输出的传感数据。
[0049]
因此本实施方式的无线控制器2一方面为传感端1提供电源，同时还接收传感端1监测到的传感数据，另一方面，人机交互端3通过第二无线通讯模块 33与第一无线通讯模块23的数据交互以接收传感端1输出的传感数据，因此省去了传统传感器应用的电缆传输，减少布置费用，同时提高了数据传输的稳定性。
[0050]
进一步的，第二微控制单元31用于调控人机交互端3完成数据交互和数据读取操作，即完成对第二无线通讯模块33的通讯参数设置、无线控制器2搜索、按键操作识别、屏幕显示等的控制工作。
[0051]
按键选择器32用于提供给用户进行数据读取和数据写入的操作端口，按键选择器用于设置要读取控制器的id号码，显示单元34用于显示第二无线通讯模块33的交互信息，且提供用户交互界面。
[0052]
第二无线通讯模块33采用sx1278通讯模块或者蓝牙通讯模块，用于在第二微控制单元31的控制下完成与第一无线通讯模块23的信息交互。第二电池组35用于为人机交互端3的电子器件提供电能。
[0053]
本实施方式实现对主流传感器输出信号的无线获取，减少线缆施工的人工费用，提高了安装效率、降低了劳动强度、节省了电量消耗，既可实现数据的实时传输又能保持低电量消耗。
[0054]
以上实施例仅为本技术的示例性实施例，不用于限制本技术，本技术的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本技术的实质和保护范围内，对本技术做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本技术的保护范围内。