[实用新型]自供电的网络传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种传感装置，尤其是涉及一种自供电的网络传感装置。

背景技术

网络传感装置根据所携带的不同传感器，可以实现对电流、温度、湿度、压力、速度等物理量的测量。传统的传感装置通常采用电池供电，而电池能量有限，需要定期为传感节点更换电池才能维持传感节点工作，但这对于某些特殊场合是非常困难的，如高压、缺氧地区。因此希望能研制一种一次布置永久不断电可使用的网络传感装置。

实用新型内容

本实用新型提出一种自供电的网络传感装置，由自供电电源为网络传感装置供电，以解决目前网络传感装置采用电池供电导致电池更换难度大的技术问题。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种自供电的网络传感装置，其包括依次相连的传感器、MCU控制器、通信控制器及接口驱动电路，以及连接传感器和MCU控制器的自动电电源；该自动电电源包括依次连接的PZT磁电复合单元、整流电路、超级电容、Burst信号发生电路和反激式变压器，反激式变压器的二次绕组分别连接传感器和MCU控制器。

其中，MCU控制器的数据线与通信控制器的数据线之间连接锁存器。

其中，接口驱动电路包括与通信控制器相连的收发器芯片，该收发器芯片的2个网络数据端口通过第一变压器与外部的网络接口相连。

其中，收发器芯片的2个网络数据端口与外部的网络接口之间还连接隔离电路，该隔离电路包括：连接在2个网络数据端口之间的滤波电容C4；并联的电阻R1、电阻R2和电阻R3，分别连接电阻R1、电阻R2和电阻R3的电容C1、电容C2和电容C3，且电阻R1与电容C1的公共端、电阻R2与电容C2的公共端分别连接其中一个网络数据端口。

其中，收发器芯片通过光耦与通信控制器相连。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型利用已有芯片，通过设计接口驱动电路构成基于FlexRay总线的网络传感装置，且该网络传感装置自带自供电电源，从而避免携带电池或外部供电，使网络传感装置可以长时间的使用在各种环境，且采用模块化设计具有结构简单、实现成本较低的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构框图；

图2是通信控制器与接口驱动电路的电路示意图；

图3是图1中自供电电源的电路结构框图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型提出一种自供电的网络传感装置，由自供电电源为网络传感装置供电，该网络传感装置包括依次相连的传感器、MCU控制器、通信控制器及接口驱动电路，以及连接传感器和MCU控制器的自动电电源。另外，为了调试方便，在MCU控制器还连接JTAG接口。

在一个实施例中，MCU控制器采用ATMEL公司生产的Atmega128L的高速8位单片机，通信控制器采用Freescale公司生产的MFR4200芯片，MFR4200芯片具有两条FlexRay总线通道，故MFR4200芯片的每条FlexRay总线通道上分别通过一个接口驱动电路与外部的FlexRay总线相连。另外，由于Atmega128L为8位单片机，而MFR4200芯片的数据总线为16位，故在Atmega128L单片机的8根数据线通过锁存器连接MFR4200芯片的其中8根数据线，比如锁存器使用74HC573芯片，利用锁存器对Atmega128L单片机进行位扩展，同时复用Atmega128L单片机的地址总线和数据总线。

结合图2所示，接口驱动电路具体包括：通过光耦(图2中未画出)与通信控制器相连的收发器芯片，该收发器芯片采用基于FlexRay总线接口的TJA1080芯片，该TJA1080芯片的2个网络数据端口(BP端口和BM端口)分别通过第一变压器T1与外部采用FlexRay总线的网络接口J1的BP端口、BM端口相连；且在网络接口J1与第一变压器T1之间设置隔离电路。该隔离电路包括：连接在BP端口与BM端口之间的滤波电容C4；并联的电阻R1、R2和R3，分别连接电阻R1、R2和R3的电容C1、C2和C3，且电阻R1与电容C1的公共端连接FlexRay总线接口J1的BP端口，而电阻R2与电容C2的公共端连接FlexRay总线接口J1的BM端口，且电阻R1和电阻R2的阻值相等。通过隔离电路可以实现网络传感装置与外部的FlexRay总线接口J1之间获得较佳的电气隔离效果。

结合图3所示，在一个实施例中，自供电电源包括：利用锆钛酸铅(PbZrTiO₃，缩写为PZT)材料制成的PZT磁电复合单元(此为现有技术，本申请不详细描述)将电磁能转化为电能；依次连接在PZT磁电复合单元输出端的滤波电容C8、整流电路(比如为二极管)、超级电容C9、Burst信号发生电路和反激式变压器。Burst信号发生电路与MCU控制器连接，在MCU控制器的控制下产生脉冲信号。在Burst信号发生电路没有产生触发信号时，PZT磁电复合单元输出的电能经过滤波电容C8进行滤波、经过整流电路整流处理后给超级电容C9供电；在MCU控制器的控制下Burst信号发生电路输出触发信号，对反激式变压器进行触发，从而控制超级电容C9放电，电能经过反激式变压器的二次绕组输出后为传感器、MCU控制器等供电。