[发明专利]一种微型振动加速度物联网传感节点及应用方法

权利要求书

1.一种微型振动加速度物联网传感节点，该节点与物联网服务器连接，其特征在于，该节点包括三轴MEMS加速度传感器、温湿度传感器、微处理器、LoRa无线模块和电池(2)，所述的微处理器分别与三轴MEMS加速度传感器、温湿度传感器、LoRa无线模块和电池(2)连接，所述的电池(2)分别与三轴MEMS加速度传感器、温湿度传感器、LoRa无线模块连接；

所述的三轴MEMS加速度传感器、温湿度传感器和电池将采集的数据传输至微处理器，所述的微处理器对数据分析处理后，通过LoRa无线模块发送至物联网服务器，所述的电池(2)为所有模块提供能量。

2.根据权利要求1所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的微处理器包括A/D转换电路，所述的微处理器将MEMS传感器输入的模拟电压信号按照设定采样频率转换为数字信号，保存到内存中。

3.根据权利要求1所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的微处理器对采集信号的分析处理包括：提取出极大值、极小值、峰峰值、均值、方差和频域中峰值处的频点及强度，然后形成待发数据包。

4.根据权利要求1所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的节点在发送数据完毕后进入接收模式，所述的微处理器通过LoRa无线模块接收物联网服务器发送的数据包，按数据包要求修改采样频率和单次采样时长参数。

5.根据权利要求1所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的微处理器通过温湿度传感器和电池电压的数据，计算出剩余电量，发送至物联网服务器。

6.根据权利要求1所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的节点还包括天线(1)、外壳(3)、电路板(4)和安装螺母(5)，所述的微处理器、三轴MEMS振动加速度传感器、LoRa无线模块和温湿度传感器设于电路板(4)上，所述的天线(1)、电池(2)和电路板(4)从上至下依次固定于外壳内，所述的外壳外部下方设有安装螺母(5)。

7.根据权利要求6所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的外壳(3)为圆柱形，包括上部外壳(31)和下部外壳(32)，所述的上部外壳(31)和下部外壳(32)通过螺纹固定。

8.根据权利要求7所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的上部外壳(31)为采用ABS工程塑料制作而成的外壳，所述的下部外壳(32)为金属材料制作而成的外壳。

9.根据权利要求6所述的一种微型振动加速度物联网传感节点，其特征在于，所述的节点内部还包括电路板固定柱(6)和电路板固定螺丝(7)，所述的电路板固定柱(6)设于外壳(3)的内部底部，所述的电路板(4)通过电路板固定螺丝(7)固定于电路板固定柱(6)上。

10.一种采用权利要求1所述的微型振动加速度物联网传感节点的应用方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、节点通电后向物联网服务器发送入网请求，如果其收到物联网服务器回复的入网应答，则进入休眠模式，否则再次发送入网请求；

步骤2、当微处理器的A/D接口输入超过设定阈值时，激发节点从休眠模式进入采样模式，开始高频采集振动加速度数据，将三轴MEMS加速度传感器的感测数据转换为数字信号，存储到节点内存中；

步骤3、在微处理器的A/D接口输入连续低于设定阈值时，节点结束采样模式，节点对本次采集原始振动加速度数据提取极大值、极小值、峰峰值、均值和均方差，按节点发送数据帧格式一生成待发送数据包一；节点对本次采集的数据进行快速离散傅里叶变换，提取信号频域中波峰处频点及强度，按频域强度由高到低排列后按节点发送数据帧格式二生成待发送数据包二；

步骤4、节点进入发送模式将待发送数据发送给物联网服务器；

步骤5、节点在发送完毕后进入接收模式，接收物联网服务器发送的数据包，节点按接收数据帧格式解析后按数据包要求修改采样频率和单次采样时长参数；

步骤6、节点在完成数据发送和接收后重新进入休眠模式。