[发明专利]一种基于携能通信技术的环境感知系统

权利要求书

1.一种基于携能通信技术的环境感知系统，其特征在于，包括：

环境感知模块，用于利用多种传感器采集环境参数数据；

通信模块，用于与所述环境感知模块进行数据通信，接收所述环境感知模块采集的环境参数数据，将环境参数数据打包后发送给基站；

及能量收集模块，用于将射频能量通过倍压整流技术转化为直流电压，并通过能量管理输出对通信模块供电的直流电压；

所述能量收集模块包括依次连接的天线单元、匹配电路、整流电路、滤波单元、能量管理电路，以及与所述能量管理电路连接的能量储存单元，所述滤波单元设置在整流电路两端；所述能量管理电路还与所述通信模块连接；所述能量管理电路用于对直流电压进行升压处理，并对所述能量储存单元进行充电，当所述能量储存单元中存储电量达到设定阈值后对直流电压进行稳压处理，并输出至所述通信模块，其包括升压充电单元和毫微功率降压转换单元；所述能量管理电路采用最大功率点跟踪采样网络，通过设置电压采样点的电平控制最大功率跟踪点的采样和保持开路电压；

所述匹配电路采用π型匹配电路，包括匹配电感以及分别设置在所述匹配电感两端的接地电容；

所述整流电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正极接地，其负极分别与所述第二二极管的正极及第一电容连接，所述第一电容的另一端连接输入电压端，所述第二二极管的负极与第二电容连接，并连接输出电压端，所述第二电容的另一端接地；

所述通信模块的底层通信协议对多条数据链路通过配置信道和管道将节点上的每个逻辑地址映射到一个在传输或接收数据包时使用的广播地址，所述广播地址由2到4字节长的基地址以及1字节前缀地址组成，并使用0和1的交替序列作为数据包的起始序列；管道0具有独立的基地址0，而管道1到7使用相同的基地址1，8个管道中的每一个都拥有唯一的前缀地址；在广播中，先传输基地址，后传输前缀地址，并且前缀地址不能使用0x00。

2.如权利要求1所述的基于携能通信技术的环境感知系统，其特征在于，所述通信模块采用ESB底层通信协议，其通信流程具体包括：

主发射器启动流程，将有效负载写入发送FIFO队列，发送数据包至主接收器；

主接收器接收数据包，触发接收数据包成功事件，发送应答包至主发射器；

主发射器接收应答包，触发发送数据包成功时间，并触发接收应答包成功事件。

3.如权利要求2所述的基于携能通信技术的环境感知系统，其特征在于，所述通信流程还包括：

若主发射器在初始传输数据包后未收到应答包，则按照设置的允许尝试的重传次数和每次尝试之间的延迟重新传输数据包，其中每次尝试之间的延迟具体为每次尝试开始传输之间的持续时间；

若从主接收器发送到主发射器的应答包丢失，但主接收器成功接收了初始数据包和后续重发的数据包，则主接收器丢弃重复的数据包，并向主发射器回复应答包。

4.如权利要求3所述的基于携能通信技术的环境感知系统，其特征在于，所述主发射器发送到主接收器的数据包以数据包报头中的两位数据包ID字段以及循环冗余检查字段作为唯一标识。

5.如权利要求4所述的基于携能通信技术的环境感知系统，其特征在于，所述通信模块发送数据包后关闭所有外设，仅开启RTC定时器并进入深度休眠，在预定时间后RTC外设再次唤醒通信模块进行下一次数据采集与上传。