自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其包括依次相連的傳感器、MCU控制器、通信控制器及接口驅(qū)動(dòng)電路，以及連接傳感器和MCU控制器的自動(dòng)電電源；該自動(dòng)電電源包括依次連接的PZT磁電復(fù)合單元、整流電路、超級(jí)電容、Burst信號(hào)發(fā)生電路和反激式變壓器，反激式變壓器的二次繞組分別連接傳感器和MCU控制器。本實(shí)用新型利用已有芯片，通過設(shè)計(jì)接口驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成基于FlexRay總線的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，且該網(wǎng)絡(luò)傳感裝置自帶自供電電源，從而避免攜帶電池或外部供電，使網(wǎng)絡(luò)傳感裝置可以長時(shí)間的使用在各種環(huán)境，具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳感裝置，尤其是涉及一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]網(wǎng)絡(luò)傳感裝置根據(jù)所攜帶的不同傳感器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流、溫度、濕度、壓力、速度等物理量的測(cè)量。傳統(tǒng)的傳感裝置通常采用電池供電，而電池能量有限，需要定期為傳感節(jié)點(diǎn)更換電池才能維持傳感節(jié)點(diǎn)工作，但這對(duì)于某些特殊場合是非常困難的，如高壓、缺氧地區(qū)。因此希望能研制一種一次布置永久不斷電可使用的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型提出一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，由自供電電源為網(wǎng)絡(luò)傳感裝置供電，以解決目前網(wǎng)絡(luò)傳感裝置采用電池供電導(dǎo)致電池更換難度大的技術(shù)問題。
[0004]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其包括依次相連的傳感器、MCU控制器、通信控制器及接口驅(qū)動(dòng)電路，以及連接傳感器和MCU控制器的自動(dòng)電電源；該自動(dòng)電電源包括依次連接的PZT磁電復(fù)合單元、整流電路、超級(jí)電容、Burst信號(hào)發(fā)生電路和反激式變壓器，反激式變壓器的二次繞組分別連接傳感器和MCU控制器。
[0005]其中，MCU控制器的數(shù)據(jù)線與通信控制器的數(shù)據(jù)線之間連接鎖存器。
[0006]其中，接口驅(qū)動(dòng)電路包括與通信控制器相連的收發(fā)器芯片，該收發(fā)器芯片的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口通過第一變壓器與外部的網(wǎng)絡(luò)接口相連。
[0007]其中，收發(fā)器芯片的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口與外部的網(wǎng)絡(luò)接口之間還連接隔離電路，該隔離電路包括:連接在2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口之間的濾波電容C4 ;并聯(lián)的電阻R1、電阻R2和電阻R3，分別連接電阻Rl、電阻R2和電阻R3的電容Cl、電容C2和電容C3，且電阻Rl與電容Cl的公共端、電阻R2與電容C2的公共端分別連接其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口。
[0008]其中，收發(fā)器芯片通過光耦與通信控制器相連。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有如下有益效果:
[0010]本實(shí)用新型利用已有芯片，通過設(shè)計(jì)接口驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成基于FlexRay總線的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，且該網(wǎng)絡(luò)傳感裝置自帶自供電電源，從而避免攜帶電池或外部供電，使網(wǎng)絡(luò)傳感裝置可以長時(shí)間的使用在各種環(huán)境，且采用模塊化設(shè)計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本較低的優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖2是通信控制器與接口驅(qū)動(dòng)電路的電路示意圖；
[0013]圖3是圖1中自供電電源的電路結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】[0014]如圖1所示，本實(shí)用新型提出一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，由自供電電源為網(wǎng)絡(luò)傳感裝置供電，該網(wǎng)絡(luò)傳感裝置包括依次相連的傳感器、MCU控制器、通信控制器及接口驅(qū)動(dòng)電路，以及連接傳感器和MCU控制器的自動(dòng)電電源。另外，為了調(diào)試方便，在MCU控制器還連接JTAG接口。
[0015]在一個(gè)實(shí)施例中，MCU控制器采用ATMEL公司生產(chǎn)的Atmegal28L的高速8位單片機(jī)，通信控制器采用Freescale公司生產(chǎn)的MFR4200芯片，MFR4200芯片具有兩條FlexRay總線通道，故MFR4200芯片的每條FlexRay總線通道上分別通過一個(gè)接口驅(qū)動(dòng)電路與外部的FlexRay總線相連。另外，由于Atmegal28L為8位單片機(jī)，而MFR4200芯片的數(shù)據(jù)總線為16位，故在Atmegal28L單片機(jī)的8根數(shù)據(jù)線通過鎖存器連接MFR4200芯片的其中8根數(shù)據(jù)線，比如鎖存器使用74HC573芯片，利用鎖存器對(duì)Atmegal28L單片機(jī)進(jìn)行位擴(kuò)展，同時(shí)復(fù)用Atmegal28L單片機(jī)的地址總線和數(shù)據(jù)總線。
[0016]結(jié)合圖2所示，接口驅(qū)動(dòng)電路具體包括:通過光耦(圖2中未畫出)與通信控制器相連的收發(fā)器芯片，該收發(fā)器芯片采用基于FlexRay總線接口的TJA1080芯片，該TJA1080芯片的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口(BP端口和BM端口)分別通過第一變壓器Tl與外部采用FlexRay總線的網(wǎng)絡(luò)接口 Jl的BP端口、BM端口相連；且在網(wǎng)絡(luò)接口 Jl與第一變壓器Tl之間設(shè)置隔離電路。該隔離電路包括:連接在BP端口與BM端口之間的濾波電容C4 ;并聯(lián)的電阻R1、R2和R3，分別連接電阻Rl、R2和R3的電容Cl、C2和C3，且電阻Rl與電容Cl的公共端連接FlexRay總線接口 Jl的BP端口，而電阻R2與電容C2的公共端連接FlexRay總線接口Jl的BM端口，且電阻Rl和電阻R2的阻值相等。通過隔離電路可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳感裝置與外部的FlexRay總線接口 Jl之間獲得較佳的電氣隔離效果。
[0017]結(jié)合圖3所示，在一個(gè)實(shí)施例中，自供電電源包括:利用鋯鈦酸鉛(PbZrTiO3，縮寫為PZT)材料制成的PZT磁電復(fù)合單元(此為現(xiàn)有技術(shù)，本申請(qǐng)不詳細(xì)描述)將電磁能轉(zhuǎn)化為電能；依次連接在PZT磁電復(fù)合單元輸出端的濾波電容C8、整流電路(比如為二極管)、超級(jí)電容C9、Burst信號(hào)發(fā)生電路和反激式變壓器。Burst信號(hào)發(fā)生電路與MCU控制器連接，在MCU控制器的控制下產(chǎn)生脈沖信號(hào)。在Burst信號(hào)發(fā)生電路沒有產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)時(shí)，PZT磁電復(fù)合單元輸出的電能經(jīng)過濾波電容C8進(jìn)行濾波、經(jīng)過整流電路整流處理后給超級(jí)電容C9供電；在MCU控制器的控制下Burst信號(hào)發(fā)生電路輸出觸發(fā)信號(hào)，對(duì)反激式變壓器進(jìn)行觸發(fā)，從而控制超級(jí)電容C9放電，電能經(jīng)過反激式變壓器的二次繞組輸出后為傳感器、MCU控制器等供電。
【權(quán)利要求】
1.一種自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其特征在于，包括依次相連的傳感器、MCU控制器、通信控制器及接口驅(qū)動(dòng)電路，以及連接傳感器和MCU控制器的自動(dòng)電電源；該自動(dòng)電電源包括依次連接的PZT磁電復(fù)合單元、整流電路、超級(jí)電容、Burst信號(hào)發(fā)生電路和反激式變壓器，反激式變壓器的二次繞組分別連接傳感器和MCU控制器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其特征在于，MCU控制器的數(shù)據(jù)線與通信控制器的數(shù)據(jù)線之間連接鎖存器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其特征在于，接口驅(qū)動(dòng)電路包括與通信控制器相連的收發(fā)器芯片，該收發(fā)器芯片的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口通過第一變壓器與外部的網(wǎng)絡(luò)接口相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其特征在于，收發(fā)器芯片的2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口與外部的網(wǎng)絡(luò)接口之間還連接隔離電路，該隔離電路包括:連接在2個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口之間的濾波電容C4 ;并聯(lián)的電阻Rl、電阻R2和電阻R3，分別連接電阻Rl、電阻R2和電阻R3的電容Cl、電容C2和電容C3，且電阻Rl與電容Cl的公共端、電阻R2與電容C2的公共端分別連接其中一個(gè)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)端口。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述自供電的網(wǎng)絡(luò)傳感裝置，其特征在于，收發(fā)器芯片通過光耦與通信控制器相連。
【文檔編號(hào)】G01D11/00GK203587132SQ201320723872
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】賈宇向, 李潤娟, 宋艷, 張磊 申請(qǐng)人:賈宇向, 李潤娟, 宋艷, 張磊