[实用新型]一种光纤供能无线传感装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线传感技术领域，尤其涉及一种光纤供能无线传感装置。

背景技术

无线传感器网络的研究工作始于20世纪90年代的美国，并首先在军方得到应用和推广。2005年，美国自然科学基金委员会制定了无线传感器网络研究计划，投资支持相关基础理论的研究，美国国防部和各军事部门都对无线传感器网络给予了高度重视，己把无线传感器网络作为一个重要研究领域，设立了一系列的军事传感器网络研究项目。另外，日本、英国、加拿大等国家也对无线传感器网络表现出了极大的兴趣，纷纷展开了该领域的研究工作。无线传感器网络具有多跳性、能够自组织网络、无需基础设施支持的优点，在军事、民用领域都有着广阔的应用前景。然而，传感器网络节点数目庞大，分布区域广、部署环境复杂或危险，无法利用人工更换电池的方式来补充电能。所以解决无线传感器网络能量问题并对能量进行充分、合理的利用是我们研究的重点。

目前，无线传感器网络通常采用较大的外带电源或容量有限的电池等方式提供能量，这极大地限制了无线传感器网络技术在不易维护、复杂环境中的应用。

因此，在电力供应不易的场合，或者传输距离较远的场合，选择一种合适的供能方式成为无线传感网络需要着重解决的问题。

石英光纤不受高频噪声和激增电压诱导的闪电的影响，这个性质十分有利于光纤应用于特殊环境环境中。在90年代后期,光纤供能系统成功应用于高电压电流传感中。最近,光纤供能装置不断应用于强磁场及强高频噪声环境中,以克服这些特殊环境带来的干扰。

所谓光纤供能，就是利用激光器，通过光纤传输，经过接收端的光电转换实现供能。由于光纤的使用，基于这种技术的系统具备电磁干扰免疫，耐腐蚀以及高频信号和闪电影响不敏感等性质。此外，光纤的体积远小于铜电缆，因此光纤供能技术适宜长距离传输及操作。

一般来说,如图1所示，光纤供能装置包括控制基站8，传能光纤2和远端单元9三部分。当然,实际的装置会根据不同的应用而改变。

由于无线传感网络的传输距离有限，在协调器的数据向基站发送的过程中会导致数据的丢失和错误。2011年，在慕尼黑举行的第五届欧洲zigbee发展会议上，Alexander Klapproth教授提出用塑料光纤取代这个过程的传输,以达到更远的传输距离。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种光纤供能无线传感装置，其采用的技术方案如下:

一种光纤供能无线传感装置,包括激光器、传能光纤、光伏电池、电源管理模块、低功耗微处理器、低功耗无线传感器模块；其中激光器通过传能光纤和光伏电池相连，光伏电池通过电源管理模块和低功耗微处理器相连，低功耗处理器分别与低功耗无线传感器模块一和低功耗无线传感器模块二相连。

光伏电池选用砷化镓光伏电池或聚光光伏电池。

传能光纤选用多模光纤。

电源管理模块包括阻抗匹配模块，开关电源，储能模块。

低功耗微处理器包括MSP430系列单片机和低功耗的FPGA。

低功耗微处理器包括zigbee和低功耗的FPGA。

低功耗无线传感器模块一和低功耗无线传感器模块二都包括低功耗无线模块和低功耗传感器模块，低功耗无线模块和低功耗无线模块相连。

低功耗无线模块可以是zigbee、wifi、蓝牙中任一个。

本实用新型可解决无线传感器网络技术在不易维护、复杂环境中应用时无法利用人工更换电池的方式来补充电能的问题，同时，增加一根数据光纤还可以解决无线传感网络传输距离较短的问题。具有成本低，传能距离远，能量利用效率高等优点。

附图说明

图1是光纤供能装置的结构图。

图2是光纤供能无线传感装置结构图（为本发明附图）。

图3是光伏电池的P-V特性曲线。

图4是本实用新型的一种实施实例结构图。

附图标记说明：

1、激光器 2、传能光纤 3、光伏电池 4、电源管理模块 5、低功耗微处理器6、低功耗无线传感器一 7、低功耗无线传感器二 8、控制基站 9、远端单元 10、基站 11、zigbee协调器 12、zigbee节点一 13、zigbee节点二 14、数据光纤

具体实施方式

下面结合附图2-4，阐述本实用新型具体实施方式：