结合磁耦合谐振技术,设计了一款基于磁耦合谐振的无线可充电传感器节点。该节点不仅能够实现数据采集和传输,还能通过磁耦合谐振实现能量补充,从而解决WSNs能量受限问题。结合可充电节点的设计要求,基于模块化设计思想,给出其软硬件设计;采用双电源设计架构,以及能量监控和管理,实现节点能量获取与数据传输互不影响。实验结果表明,本文设计的无线可充电传感器节点满足设计要求,使构成无线可充电传感器网络成为可能。 硬件设计可充电传感器节点主要实现无线充电、传感信息采集、剩余电量监测、数据处理以及无线数据传输等功能。按照系统不同功能进行划分，可充电传感器节点包括电源模块、处理器模块、无线通信模块和传感器模块，如图１所示。ＷＲＳＮ节点采用主用电池和备用电池的双电源设计，电池采用可充电的锂电池。图１可充电传感器节点系统框图图３能量接收、整流、滤波和稳压单元原理图２．１传感器模块传感器模块由温湿度传感器、结露传感器以及运算放大器构成，如图２所示。传感器模块用于感知环境周围温度、湿度以及结露信息，并把这些信息提供给处理器模块。图２传感器模块原理图温度传感器和湿度传感器采用ＤＨＴ２２数字温湿度模块是一款温湿度复合传感器，输出已校准的数字信号，通信距离达到２０ｍ，采用１－Ｗｉｒｅ总线接口。结露传感器采用ＨＤＳ１０结露传感器，输出的是模拟电压信号，磁耦合谐振技术-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机为了提高Ａ／Ｄ采样精度和阻抗匹配，后端设计了电压放大器电路，模拟电压信号范围为０～＋０．８Ｖ，放大到０无线通信模块无线通信模块采用片，能够自组网，负责将处理器模块处理后的数据本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  ，包括剩余电量信息、传感类型信息、传感数据和节点网络地址等通过无线方式发送出去。同时，能够接收来自基站或其他节点发来的数据。２．３电源模块电源模块由能量接收单元、整流单元、滤波单元、稳压单元、充电管理单元，电池保护单元、能量存储单元、电池监测单元、放电控制单余电量监测、数据处理以及无线数据传输等功能。按照系统不同功能进行划分，可充电传感器节点包括电源模块、处理器模块、无线通信模块和传感器模块，如图１所示。ＷＲＳＮ节点采用主用电池和备用电池的双电源设计，电池采用可充电的锂电池。图１可充电传感器节点系统框图图３能量接收本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com  、整流、滤波和稳压单元原理图２．１传感器模块传感器模块由温湿度传感器、结露传感器以及运算放大器构成，如图２所示。传感器模块用于感知环境周围温度、湿度以及结露信息，并把这些信息提供给处理器模块。图２传感器模块原理图温度传感器和湿度传感器采用ＤＨＴ２２数字温湿度模块。ＤＨＴ２２［６］是一款温湿度复合传感器，输出已校准的数字信号，通信距离达到２０ｍ，采用１－Ｗｉｒｅ总线接口。结露传感器采用ＨＤＳ１０结露传感器，输出的是模拟电压信号，为了提高Ａ／Ｄ采样精度和阻抗匹配，后端设计了电压放大器电路，模拟电压信号范围为０～＋０．８Ｖ，放大到０无线通信模块无线通信模块采用芯片，能够自组网，负责将处理器模块处理后的数据，包括剩余电量信息、传感类型信息、传感数据和节点网络地址等通过无线方式发送出去。同时，能够接收来自基站或其他节点发来的数据。２．３电源模块电源模块由能量接收单元、整流单元、滤波单元、稳压单元、充电管理单元，电池保护单元、能量存储单元、电池监测单元、放电控制单元、电源自动切换单元、电压转换单元和指示灯单元组成。能量接收单元如图３所示。能量接收单元是由线圈和电容组成的谐振体，接收电磁波能量，转换成交流电能信号。整流、滤波、稳压单元把磁耦合谐振技术-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港液压钢管滚圆机滚弧机折弯机本文有公司网站全自动滚圆机采集转载中国知网整理 http://www.gunyuanji.com