无线传感器、无线传感器网络及其交互方法与流程

本发明涉及传感器 ，尤其涉及一种无线传感器、无线传感器网络及其交互方法。

背景技术：

1、随着物联网、智能化无人平台的发展，对无线传感器节点的需求越来越多。现有技术中，无线传感器常采用电池供电或外部能源供电。但是由于无线传感器节点在实际的工作过程中并非是始终处于发射状态，现有的供能方式不利于能源的有效利用，无法满足未来设备资源高效利用的需求。

2、因此，如何实现无线传感节点的低功耗，以有效利用能源，是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种无线传感器、无线传感器网络及其交互方法，实现无线传感节点的低功耗。

2、本发明第一方面提供一种无线传感器，包括接收机、发射机、第一天线、第一开关模块、计数控制模块以及状态控制模块；其中，所述第一开关模块用于导通所述接收机和所述第一天线以使得所述接收机始终保持常工作状态，所述第一开关模块还用于控制所述发射机与所述第一天线之间的导通或断开，以控制所述发射机是否发送到所述第一天线；

3、所述计数控制模块的输出端口与所述第一开关模块连接，所述第一开关模块在所述计数控制模块的输出端口发送导通控制信号的情况下，控制所述发射机与所述第一天线导通，并在所述计数控制模块的输出端口发送断开控制信号的情况下，控制所述发射机与所述第一天线断开；

4、所述计数控制模块的输出端口还与所述状态控制模块的第一输入端口连接，所述状态控制模块的输出端口与所述发射机的控制端口连接，所述状态控制模块的第二输入端口与所述接收机的输出端口连接；

5、在所述计数控制模块的输出端口发送所述导通控制信号、且所述接收机接收到汇聚节点发送的掉电不工作控制信号的情况下，控制所述状态控制模块的输出端口输出用于控制所述发射机掉电不工作的第一控制信号，并在所述计数控制模块的输出端口发送所述导通控制信号、且所述接收机接收到所述汇聚节点发送的正常工作控制信号的情况下，控制所述状态控制模块的输出端口输出用于控制所述发射机正常工作的第二控制信号；

6、在所述计数控制模块的输出端口发送所述断开控制信号的情况下，控制所述状态控制模块的输出端口输出用于控制所述发射机掉电不工作的第一控制信号。

7、可选地，所述接收机具体用于：

8、在接收到所述掉电不工作控制信号的情况下，对所述掉电不工作控制信号进行频率-幅值转换，获得对应的第一幅值并由所述接收机的输出端口输出；相应地，所述状态控制模块具体用于在确定所述第一幅值大于预设的参考幅值的情况下，控制所述状态控制模块的输出端口输出所述第一控制信号；

9、在接收到所述正常工作控制信号的情况下，对所述正常工作控制信号进行频率-幅值转换，获得对应的第二幅值并由所述接收机的输出端口输出；相应地，所述状态控制模块具体用于在确定所述第二幅值小于预设的参考幅值的情况下，控制所述状态控制模块的输出端口输出所述第二控制信号。

10、可选地，所述无线传感器的发射频谱在接收频谱所在频带之外。

11、可选地，所述掉电不工作控制信号为频率为f0的正弦波，所述正常工作控制信号为频率为f1的正弦波，且f0偏离f1。

12、可选地，所述计数控制模块中设置有两个参数n1和n2，且n2>n1，所述计数控制模块具体用于：

13、在计数从1到n1时，所述计数控制模块输出所述导通控制信号，并在计数从1+n1到n2时，所述计数控制模块输出所述断开控制信号。

14、可选地，所述第一开关模块包括第一端、第二端和第三端；

15、其中，所述第一端与所述发射机的发射端口连接，所述第二端与所述第一天线连接，所述第三端用于导通或断开所述第一端和所述第二端。

16、本发明第二方面提供一种无线传感器网络，包括多个如第一方面提供的无线传感器，以及汇聚节点，多个所述无线传感器与所述汇聚节点无线通信连接；所述汇聚节点包括第二开关模块和第二天线；

17、所述汇聚节点的接收机保持常工作状态，并通过所述第二开关模块控制所述汇聚节点的发射机与所述第二天线之间的导通或断开，以控制所述汇聚节点的发射机是否发送到所述第二天线。

18、本发明第三方面提供一种基于第二方面所述的无线传感器网络的交互方法，包括：所述方法包括：

19、在计数从1到n1时，所述计数控制模块输出所述导通控制信号，所述汇聚节点向所述无线传感器发送所述掉电不工作控制信号或所述正常工作控制信号，用以控制所述无线传感器的所述发射机。

20、可选地，所述计数控制模块计数到n2后重新从0计数。

21、可选地，所述计数控制模块输出的所述导通控制信号为低电平，相应地，所述第二控制信号也为低电平；

22、所述计数控制模块输出的所述断开控制信号为高电平，相应地，所述第一控制信号也为高电平。

23、本发明提供的无线传感器、无线传感器网络及其交互方法，本发明实施例提供的无线传感器，通过计数的方法来控制收射开关，使得收发共用一个天线，减小了节点尺寸，如此设计的无线传感器节点耗能小，满足节点的低功耗和小型化要求。

技术特征：

1.一种无线传感器，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的无线传感器，其特征在于，所述接收机具体用于：

3.根据权利要求1所述的无线传感器，其特征在于，所述无线传感器的发射频谱在接收频谱所在频带之外。

4.根据权利要求1所述的无线传感器，其特征在于，所述掉电不工作控制信号为频率为f0的正弦波，所述正常工作控制信号为频率为f1的正弦波，且f0偏离f1。

5.根据权利要求1至4任一所述的无线传感器，其特征在于，所述计数控制模块中设置有两个参数n1和n2，且n2>n1，所述计数控制模块具体用于：

6.根据权利要求1至4任一所述的无线传感器，其特征在于，所述第一开关模块包括第一端、第二端和第三端；

7.一种无线传感器网络，其特征在于，包括多个如权利要求1至6任一所述的无线传感器，以及汇聚节点，多个所述无线传感器与所述汇聚节点无线通信连接；所述汇聚节点包括第二开关模块和第二天线；

8.一种基于如权利要求7所述的无线传感器网络的交互方法，其特征在于，所述方法包括：

9.根据权利要求8所述的无线传感器网络的交互方法，其特征在于，所述计数控制模块计数到n2后重新从0计数。

10.根据权利要求8或9所述的无线传感器网络的交互方法，其特征在于：

技术总结本发明提供一种无线传感器、无线传感器网络及其交互方法，发明实施例提供的无线传感器包括接收机、发射机、第一天线、第一开关模块、计数控制模块以及状态控制模块，其通过计数的方法来控制收射开关，使得收发共用一个天线，减小了节点尺寸，如此设计的无线传感器节点耗能小，满足节点的低功耗和小型化要求。技术研发人员：应子罡,沈少辉,杨丽丽,何斌,刘耕远,周永忠,耿增华,邵长辉受保护的技术使用者：北京国科天迅科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18