[发明专利]太阳能供电无线传感器网络节点用供电电源及供电方法

权利要求书

1.一种太阳能供电无线传感器网络节点用供电电源的供电方法，所用 的供电电源包括无线传感器网络节点的控制模块（2）、为控制模块（2） 供电且由控制模块（2）进行控制的可充电电池（1）、与可充电电池（1） 相接的太阳能电池板（3）、对无线传感器网络节点周侧光照强度进行检 测的光照传感器、通过无线通信模块（6）与控制模块（2）进行双向通信 的终端计算机（7）以及与可充电电池（1）相接且对可充电电池（1）的 输出电压和/或输出电流进行检测的电压/电流检测电路（8），所述光照 传感器接控制模块（2），所述可充电电池（1）与控制模块（2）相接， 所述无线通信模块（6）与控制模块（2）相接；该方法包括以下步骤：

步骤一、通过终端计算机（7）向控制模块（2）输入Vmax、Vhigh、 Vlow和Vdanger的预设值且将所输入的Vmax、Vhigh、Vlow和Vdanger 值均存入与控制模块（2）相接的数据存储模块（5）中；

电压/电流检测电路（8）对可充电电池（1）的输出电压和/或输出电 流进行检测并将所检测信号同步上传至控制模块（2），控制模块（2）对 电压/电流检测电路（8）所传送的检测信号进行分析判断并相应得出可充 电电池（1）的输出电压值V，控制模块（2）根据可充电电池（1）的输出 电压值V以及所输入的Vmax、Vhigh、Vlow和Vdanger值相应对数据存储 模块（5）中的电压标识值Vflag进行赋值：当可充电电池（1）的输出电 压值V≥Vmax时，控制模块（2）将电压标识值Vflag保存为“0”后输出； 当可充电电池（1）的输出电压值V＜Vlow时，控制模块（2）将电压标识 值Vflag修改为“1”后输出；其中Vmax为可充电电池（1）的充电电压 峰值，Vlow为所述无线传感器网络节点进行稀疏采样时可充电电池（1） 的最低输出电压值且当V＜Vlow时所述无线传感器网络节点停止采样， Vhigh为所述无线传感器网络节点进行正常采样时可充电电池（1）的最低 输出电压值V＜Vhigh时所述无线传感器网络节点进入稀疏采样状态， Vdanger为无线传感器节点处于危险状态的供电电压值即警告电压；

步骤二、控制模块（2）读取数据存储模块（5）中所存储的电压标识 值Vflag；

步骤三、控制模块（2）判断Vflag的数值是否等于“1”，具体包括 以下步骤：

第一步：当Vflag=1时，控制模块（2）将可充电电池（1）调整为充 电模式，通过太阳能电池板（3）将太阳能转换为电能后逐步为可充电电 池（1）充电，充电过程中控制模块（2）通过电压/电流检测电路（8）检 测判断可充电电池（1）的输出电压值V且当输出电压值V≥Vmax时，充 电过程结束，控制模块（2）将电压标识值Vflag修改为“0”后进行重启， 并返回步骤一；

第二步、当Vflag=0时，控制模块（2）将可充电电池（1）调整为供 电模式且通过电压/电流检测电路（8）周期性检测可充电电池（1）的输 出电压值V并对输出电压值V进行分析比较和判断，具体过程如下：

第1步、当输出电压值Vhigh≤V≤Vmax时，说明无线传感器网络节 点工作在正常采集及正常上报状态，控制模块（2）告知与所述无线传感 器网络节点进行双向通信的网关节点按照预设的采样及上报周期进行正 常的数据采集和上报；

第2步、当输出电压值Vlow≤V＜Vhigh时，说明无线传感器网络节 点工作在稀疏采集及稀疏上报状态，控制模块（2）告知所述网关节点按 照延长的采样周期进行稀疏的数据采集和上报；

第3步、当输出电压值V＜Vlow时，说明无线传感器网络节点处于停 止采样状态，控制模块（2）控制所述无线传感器网络节点停止采样并启 动光照传感器对该无线传感器网络节点周侧的光照强度进行检测并分析 判断此时的光照强度是否满足预设的强度要求：当光照强度足够时，控制 模块（2）将电压标识值Vflag修改为“1”，同时控制模块（2）将可充 电电池（1）调整为充电模式，进入第一步；反之，当光照强度不足够时， 控制模块（2）告知所述网关节点以非常低的频率采样并上报，或者只上 报部分状态数据；

第4步：当输出电压值V≤Vdanger时，说明无线传感器网络节点的 供电电压过低且已处于危险状态，此时控制模块（2）启动光照传感器对 该无线传感器网络节点周侧的光照强度进行检测并分析判断此时的光照 强度是否满足预设的强度要求：当光照强度足够时，控制模块（2）将电 压标识值Vflag修改为“1”，同时控制模块（2）将可充电电池（1）调 整为充电模式，进入第一步；反之，当光照强度不足够时，控制模块（2） 将所述无线传感器节点调整进入休眠状态。

2.按照权利要求1所述的太阳能供电无线传感器网络节点用供电电源 的供电方法，其特征在于：第3步和第4步所述的控制模块（2）将电压 标识值Vflag修改为“1”时，控制模块（2）切断与其相接外围电路的供 电回路且将自身工作模式调整为休眠状态；相应地，第二步中所述的当 Vflag=0时，控制模块（2）将自身的工作工作模式调整为工作状态，并接 通且与其相接外围电路的供电回路。