本實(shí)用新型一種無(wú)線無(wú)源多功能環(huán)境傳感器，屬于無(wú)線傳感控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)生活質(zhì)量要求的不斷提高，健康、安全、節(jié)能是智能家居發(fā)展的主要方向。傳感器作為家庭環(huán)境的“感知觸角”，是實(shí)現(xiàn)家庭智能化控制的重要基礎(chǔ)。

由于傳統(tǒng)的傳感器功能單一，若要采集溫濕度、光照度、空氣質(zhì)量、有人/無(wú)人等環(huán)境信息，家庭內(nèi)需要布置大量的各類傳感器，設(shè)備繁多且影響美觀。此外，現(xiàn)有傳感器多采用電線或電池供電，給安裝或維護(hù)帶來(lái)極大的不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種多功能的無(wú)源的傳感器。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種無(wú)線無(wú)源多功能環(huán)境傳感器，其特征在于，包括用于收集外部能量并轉(zhuǎn)換為電能的能量收集單元，能量收集單元的輸出端與電源管理單元相連，由電源管理單元將能量收集單元提供的不穩(wěn)定電能轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的電能，電源管理單元為主控單元、PM2.5傳感單元、光照度傳感單元、溫濕度傳感單元及人體感應(yīng)單元提供工作電壓，其中，主控單元分別連接PM2.5傳感單元、光照度傳感單元、溫濕度傳感單元、人體感應(yīng)單元及按鍵處理單元。

優(yōu)選地，還包括能量存儲(chǔ)單元，所述電源管理單元為能量存儲(chǔ)單元充電，能量存儲(chǔ)單元為所述主控單元、PM2.5傳感單元、光照度傳感單元、溫濕度傳感單元及人體感應(yīng)單元提供工作電壓。

智能家居系統(tǒng)推廣的一個(gè)重要瓶頸是產(chǎn)品種類繁多、安裝復(fù)雜、缺乏人性化設(shè)計(jì)。本實(shí)用新型極大減少了智能家居系統(tǒng)中傳感器的數(shù)量，并有效的降低了安裝及維護(hù)成本。該環(huán)境傳感器集多個(gè)產(chǎn)品功能為一身，集成人體感應(yīng)模塊、溫濕度探測(cè)模塊、PM2.5探測(cè)模塊、光照度傳感模塊，通過(guò)這個(gè)單一設(shè)備即可完成家庭各種環(huán)境信息的采集。

附圖說(shuō)明

圖1為已有環(huán)境傳感器設(shè)備在智能家居系統(tǒng)中應(yīng)用的示意圖；

圖2為本實(shí)用新型多功能環(huán)境傳感器在智能家居系統(tǒng)中應(yīng)用的示意圖；

圖3為本實(shí)用新型產(chǎn)品功能模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。

如圖3所示，本實(shí)用新型提供的一種由九個(gè)特定的單元組合而成：主控單元、按鍵處理單元、人體感應(yīng)單元、溫濕度傳感單元、光照度傳感單元、PM2.5傳感單元、能量收集單元、能量存儲(chǔ)單元、電源管理單元。

(1)主控單元

主控單元主要負(fù)責(zé)收發(fā)、處理無(wú)線ZigBee報(bào)文；負(fù)責(zé)發(fā)送人體感應(yīng)單元、溫濕度傳感單元、PM2.5傳感單元、光照度傳感單元的環(huán)境數(shù)據(jù)信息；負(fù)責(zé)接收家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送的配置信息并向家庭網(wǎng)關(guān)反饋該傳感器的配置狀態(tài)。

該傳感器由于采用能量收集方式供電，主控單元在配置過(guò)程中處于喚醒狀態(tài)，接收家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送的配置信息并向家庭網(wǎng)關(guān)反饋該傳感器的配置狀態(tài)；在配置完成后，處于休眠狀態(tài)，人體感應(yīng)單元探測(cè)到有人狀態(tài)時(shí)，喚醒傳感器，并向家庭網(wǎng)關(guān)發(fā)送各類環(huán)境信息。

(2)按鍵處理單元

按鍵處理單元采用IO管腳中斷方式喚醒傳感器的主控單元，并通過(guò)短按、長(zhǎng)按、單擊、雙擊的方式對(duì)傳感器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)配置。

(3)人體感應(yīng)單元

人體感應(yīng)單元主要用來(lái)探測(cè)室內(nèi)有/無(wú)人，通過(guò)IO管腳將檢測(cè)到的有/無(wú)人狀態(tài)發(fā)送給主控單元。

(4)溫濕度傳感單元

溫濕度傳感單元主要用來(lái)探測(cè)室內(nèi)溫濕度，通過(guò)IO管腳將測(cè)量到的溫度和濕度值發(fā)送給主控單元。

(5)PM2.5傳感單元

PM2.5傳感單元主要用來(lái)探測(cè)室內(nèi)PM2.5濃度，通過(guò)IO管腳將測(cè)量到的PM2.5濃度值發(fā)送給主控單元。

(6)光照度傳感單元

光照度傳感單元主要用來(lái)探測(cè)室內(nèi)照度，通過(guò)IO管腳將測(cè)量到的室內(nèi)照度值發(fā)送給主控單元。

(7)能量收集單元

能量收集單元用于收集周圍環(huán)境的光能、熱能等環(huán)境微能量，并經(jīng)其轉(zhuǎn)化為電能。

(8)能量存儲(chǔ)單元

能量收集單元用于將電源管理處理之后的穩(wěn)定電能進(jìn)行存儲(chǔ)，并在無(wú)光照情況下對(duì)其它各模塊進(jìn)行供電。

(9)電源管理單元

電源管理單元用于將能量收集單元轉(zhuǎn)化的不穩(wěn)定電能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定電能對(duì)傳感器各模塊進(jìn)行供電，同時(shí)對(duì)能量存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電。

本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)以下多種功能：

1、室內(nèi)環(huán)境信息采集

如圖3所示：該環(huán)境傳感器采用能量采集方式自取電，具有低功耗特點(diǎn)。人體感應(yīng)單元檢測(cè)到無(wú)人一段時(shí)間后，該環(huán)境傳感器會(huì)處于休眠狀態(tài)，此時(shí)具有極低功耗。當(dāng)人體感應(yīng)單元在檢測(cè)到室內(nèi)有人活動(dòng)時(shí)，向主控單元發(fā)送有人狀態(tài)信息，主控單元收到信息后會(huì)使能溫濕度傳感單元、PM2.5傳感單元、和光照度傳感器，溫濕度傳感單元、PM2.5傳感單元、和光照度傳感器會(huì)把相應(yīng)的監(jiān)測(cè)值發(fā)送給主控單元，主控單元將有人/無(wú)人、PM2.5值、照度、溫濕度等環(huán)境信息通過(guò)無(wú)線ZigBee方式發(fā)送給家庭網(wǎng)關(guān)。

2、能量收集裝置自取電實(shí)現(xiàn)

該多功能環(huán)境傳感器可通過(guò)能量采集裝置自取電，無(wú)需外部供電。

如圖3所示：能量收集單元將采集到的微小能量轉(zhuǎn)換給電能傳輸給電源管理單元。該環(huán)境傳感器采用能量收集單元采集環(huán)境中太陽(yáng)能和熱能的微能量。電源管理單元輸出穩(wěn)定電能一方面給主控單元、按鍵處理單元、人體感應(yīng)單元、溫濕度傳感單元、PM2.5傳感單元和光照度傳感器進(jìn)行供電，另一方面給能量存儲(chǔ)單元進(jìn)行充電。由于能量采集存在不確定性，例如黑夜無(wú)法采集光能等情況，因此設(shè)置了能量存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)電能，用于在無(wú)法采集能量時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電。因此，當(dāng)電源管理單元無(wú)法輸出電能時(shí)，轉(zhuǎn)由能量存儲(chǔ)單元為主控單元、按鍵處理單元、人體感應(yīng)單元、溫濕度傳感單元、PM2.5傳感單元和光照度傳感器進(jìn)行供電。

3、設(shè)備入網(wǎng)、配置實(shí)現(xiàn)

按鍵處理單元采用IO管腳中斷方式喚醒傳感器的主控單元，通過(guò)按鍵方式對(duì)該傳感器進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)及參數(shù)配置。傳感器未加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)“短按”按鍵一次，加入ZigBee網(wǎng)絡(luò)；已加入網(wǎng)絡(luò)時(shí)“短按”按鍵一次，退出當(dāng)前ZigBee網(wǎng)絡(luò)。傳感器未進(jìn)入配置模式時(shí)通過(guò)“雙擊”按鍵，使傳感器進(jìn)入配置模式，此時(shí)傳感器處于一段時(shí)間的喚醒模式，可接收家庭網(wǎng)關(guān)的配置信息；已進(jìn)入配置模式時(shí)通過(guò)“雙擊”按鍵，使傳感器退出配置模式，進(jìn)入休眠模式。