一种低功耗设备的无线感应供电技术
一种低功耗无线传感器解决方案
一种低功耗无线传感器解决方案
刘海英;冯文秀
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2011(24)2
【摘要】低功耗研究是无线传感网络研究的一个热点,可从硬件设计和软件实现两个层面进行研究.分别从硬件和软件角度分析了现有无线传感器的低功耗研究情况,并结合实际情况提出了一种低功耗无线传感器解决方案,经实验室局域网测试证明,该设计是可行的.
【总页数】2页(P7-8)
【作者】刘海英;冯文秀
【作者单位】南京铁道职业技术学院铁道动力与电气工程学院,江苏,南京,210005;北京安氏领信科技有限公司,北京,100015
【正文语种】中文
【相关文献】
1.THO-MAC：一种两跳优化的低延迟低功耗无线传感器网络介质访问控制协议[J], 唐宏伟;徐明;孙彩霞
2.一种独特的低功耗RF解决方案诞生CyFi Low Power RF解决方案为嵌入式控制应用提供可靠性、低功耗 [J], 胥京宇
3.一种低功耗无线传感器节点设计 [J], 曹广华;王玥;宋鸿远
4.一种无路由器的两层低功耗无线传感器网络 [J], 张雪凡;刘源;李洪
5.一种低功耗无线传感器网络节点设计 [J], 兰羽
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基于低功耗无线传感器网络的智能家居远程监控系统
基于低功耗无线传感器网络的智能家居远程监控系统智能家居是当今智能化社会的重要标志，它使我们的生活更加便捷，智能化程度也越来越高。
在智能家居中应用低功耗无线传感器网络技术，可以实现智能家居远程监控系统。
本文将介绍低功耗无线传感器网络技术在智能家居中的应用，以及智能家居远程监控系统的设计思路。
一、低功耗无线传感器网络技术在智能家居中的应用低功耗无线传感器网络技术是一种新型的物联网通信技术，它可以将多个传感器节点连接起来，实现数据的采集、处理、传输和控制等功能。
在智能家居中，低功耗无线传感器网络技术可以用于实现各种智能化功能，如温度、湿度、烟雾等多种传感器数据的采集和处理，以及对灯光、电器、安防等的控制。
二、智能家居远程监控系统的设计思路智能家居远程监控系统是一种可以通过互联网实现对智能家居各项控制和管理的系统。
以下是其基本设计思路：1. 传感器数据采集和处理在智能家居中布置多个传感器节点，通过低功耗无线传感器网络将传感器采集的数据发送到智能主机，实现对温度、湿度、烟雾等环境因素的实时监测和分析。
2. 控制和管理智能主机可以连接互联网，并提供各种控制和管理功能，如对灯光、电器、安防等的控制。
用户可以通过互联网实现对智能家居各项控制和管理操作。
3. 数据存储和分析智能主机还可以实现用户数据的存储和分析，例如智能主机可以将温度、湿度、烟雾等环境数据存储到数据库中，并进行分析和处理，提供更准确的环境监测和控制。
4. 远程监控用户可以通过互联网进行远程监控智能家居的各项数据，例如通过智能手机应用程序进行监控。
在外出、度假等情况下，可以随时随地监控智能家居的环境状况和控制情况。
三、智能家居远程监控系统的实现流程智能家居远程监控系统的实现流程包括以下几个步骤：1. 布置传感器节点在智能家居中布置多个传感器节点，通过低功耗无线传感器网络将传感器采集的数据发送到智能主机。
2. 连接智能主机将智能主机连接到互联网，并安装相应的应用程序，实现对智能家居的远程控制和管理。
低功耗能量采集传感器方案
低功耗能量采集传感器方案智能环境代表了家庭自动化和楼宇自动化的未来。
各种传感器、控制器和执行器分布在整个环境中，并发挥多种作用。
这种分布也带来了一些技术挑战。
例如，每个传感器都需要有自己的电源。
监视电池的低电量状态是一项标准操作。
但是，更换电池需要人工辅助。
本文提出了一种低功耗能量采集传感器的实现方案。
当传感器需要发送大量数据或执行连续测量时，能量采集供电的无线传感器更为适合。
采用能量采集供电的传感器可在数年内完全免维护，而电池供电的传感器在几个月内就会耗尽电量。
如今的无线传感器实现方案五花八门。
但是，此类系统的总成本不仅仅取决于硬件。
实施不同行业标准的成本也会增加总成本。
这不仅包括附加的软硬件要求，还包括不甚明显的项目，如认证（例如ZigBee和Bluetooth4.0），甚至可能涉及版税。
本文提出了一些简单的低功耗能量采集技术，可用于实现免维护的无线传感器。
此外，本文还将展示如何在提供稳固性能的同时保持较低的总成本，特别是在经济高效的无线网络领域。
能量采集原理能量采集系统的基本原理是存储能量（无论是使用镍氢电池之类的可充电电池还是使用超级电容）供将来需要时使用。
除此之外，能量采集无线传感器基本上与电池供电的传感器相同。
主要的区别在于（非充电式）电池供电的无线传感器设计为使用电池工作特定一段时间。
能量采集传感器节点的优势是，可以无限采集能量供将来使用。
通常情况下，它能够采集的能量非常有限（受价格和/或物理尺寸限制）。
因此，必须对无线发送器和传感器本身的能源使用加以平衡，以减少对采集能量的使用。
不同的能量采集设备目前，市场上有多种不同的能量采集设备可选。
最常用的设备为太阳能电池板。
它有着不同的尺寸，从串联和/或并联多个太阳能电池的大型电池板，到用于手持式计算器或玩具的超小型电池。
另一种类型的设备是RF采集设备。
此设备使用天线接收无线电波，然后将其转换为电能。
这是一种非常特别的能量采集设备，因为它需要高RF能量。
低功耗无线传感器网络的工作原理及技术实现途径
四、无线网络的协调和处理
无线传感器功耗最难的地方不是采样的低功耗，更不是待机的低功耗，所以我们碰到好多产品说待机功耗如何如何 低，但是却回避了低功耗的重点，重点是无线系统的协调，因为如果无线协调时间比较长的话，功耗是非常大的。
例如我们知道无线部分开启的话，即便不发送数据，电流值是不会低于20mA的，发射功耗一般不会低于50mA，如 果这一块处理不好，功耗不可能低，这也是为什么我们很多设备号称功耗很低，用的是zigbee的协议，最后效果很 差的原因。我们可以想一下，如果每次数据发送需要100mS时间，也就是十分之一秒，好象时间蛮短的吧，但算一 下功耗，一秒一次发送平均功耗就到了5-10mA ，2000mA的高容量锂电池，也抗不了10天电量就耗光了。 但是，无线使用的时间也不是想减少就能减少的，因为要防止传感器之间相互冲突，需要做协调，这就需要有一个 高效的底层协调协议来实现。大家的教科书里面讲了各种的同步算法，这里就不累述了，这些算法可以综合运用， 但也不能拘泥于这些算法，不然就谈不上创新了，大家要有这个意识。
三、采样方式的处理
在传感器的数据采样中经常会有一些干扰，所以除了要传感器以及采样电路的低功耗，数据采样后的后期处 理也变的非常重要，比如由于追求数据高速采样，但有时候有一定的比例传感器采样的数据是不稳定时候的 数据，这里就需要有个判断，即本事采样的数据是否是稳定的数据，发现一些异常的话就需要及时重新采样， 以确保采样值的准确稳定。
二、采样传感器的选择 下图显示的是无线压力传感器的图片，传感器是扩散硅为主。 我们知道压力变送器的传感器种类也很多，常见的有 扩散硅和电容式的，但是我们在开发的时候发现，电容式的要做成低功耗相对困难一些，这个要实现采样的低功耗， 其实从两个方面来做工作，一个是降低采样电路的的工作电流，一个是减少采样的稳定工作时间，很多时候稳定工 作时间比电路的功耗更重要，因为每次采样前采样电路才开启，采样完成后采样电路是关闭状态。所以传感器和采 样电路能够快速采样并且快速稳定是工作的重点。 再比如我们常见的环境量如二氧化碳含量的检测，因为传感器 的稳定时间太长，所以做成低功耗将变得非常困难，这也是一个传感器发展的方向，快速同时低功耗。
低功耗设备的无线感应供电技术研究
运营探讨
图1 安全通信体系的设计框架
4 结 论
电力通信自动化信息安全漏洞需从安全评估和安
全通信机制等方面提出解决方案，一方面可将现有网
络环境下的信息安全作为首要工作纳入评估体系中，
另一方面也可基于软件技术和系统要求作出可靠性的
评估模型。
需从架构、策略及系统拓扑体系等展开分
析研究，以确保安全需求的稳定性。
参考文献：
[1]王 旭，陈 涛，缪 刚.漏洞扫描技术在电网信息安
全中的作用与实践[J].电力信息与通信技术，2011，9
（2）：157-160.
[2]方玉昕，陈 亮，王劲松，等.智能电网安全漏洞报告与
预警平台研究[J].信息网络安全，2016，（z1）：81-84.
[3]李志茹，张 驯，龚 波，等.电网企业统一漏洞补丁
管理系统设计与应用[J].电力信息与通信技术，2016，
（4）：75-78.
[4]邹保平，李佳玮，郝悍勇.230 MHz电力专属频段
WIMAX通信系统信息安全研究[J].数字技术与应用，
2014，（10）：175-176.
（上接第217页）
2.3 参数、形状与安装位置的设计3 结 论
虽然无线感应供电技术的应用受诸多因素的影响，
但是该技术具有较多的优势，如安全的连接方式和持
续的动态供电，应用范围十分广泛。
参考文献：
[1]张 倩.低功耗设备的无线感应供电技术研究[J].电子
制作，2016，11（12）：32.
[2]赵新龙.低功耗设备的无线感应供电技术研究[J].通讯
世界，2017，14（13）：244.
[3]朱 皓.低功耗无线数字水位采集系统的研究[D].太
原：太原理工大学，2016.。
一种低功耗的无线充电装置及方法[发明专利]
![一种低功耗的无线充电装置及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9187ac80011ca300a7c3909b.png)
专利名称：一种低功耗的无线充电装置及方法专利类型：发明专利
发明人：李庆如,叶建胜
申请号：CN201610419748.4
申请日：20160614
公开号：CN105896681A
公开日：
20160824
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种低功耗的无线充电装置，包括无线发射模块、低功耗模块、可控开关K1和电源VCC，其中，所述无线发射模块、低功耗模块分别通过可控开关K1与所述电源VCC连接，待机时，所述可控开关K1断开，所述低功耗模块与所述电源VCC连接；工作时，所述可控开关K1闭合，所述无线发射模块、低功耗模块分别与所述电源VCC连接。
本发明还提供了一种低功耗的无线充电方法。
本发明的有益效果是：在待机时断开无线发射模块，以减少大部分的功耗，通过低功耗模块来判断是否有待充电物体接近，从而来判断是否要通过无线发射模块进入充电模式，实现了低功耗的无线充电。
申请人：南昌嘉捷鑫源科技有限公司
地址：330000 江西省南昌市临空经济区儒乐湖大街399号
国籍：CN
代理机构：深圳市科吉华烽知识产权事务所(普通合伙)
代理人：罗志伟
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物联网下的低功耗无线传感器网络路由技术研究
设计应用技术物联网下的低功耗无线传感器网络路由技术研究王续智（河南交通职业技术学院，河南 郑州文章基于物联网下的低功耗无线传感器网络，重点研究一种优化的无线传感器网络通信协议，即基于聚类的低能量自适应聚类层次协议（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy，LEACH）。
通过对无线传感器网络结构的深入研究，提出一种新的聚类优化方法，以降低网络的总体能耗，并提高能耗均衡性。
采用进行仿真实验，验证所提优化方法的性能。
实验结果表明，所提优化方法在总能耗、簇内能耗均衡性和数据传输成功率等方面均表现良好。
为全面评估优化方法的性能，开展8次重复实验，通过分析平均值和标准差，验证实验结无线传感器；路由技术；低能量自适应聚类层次协议（LEACH）；K Power Wireless Sensor Network Routing Technology Under the Internetof ThingsWANG Xuzhi(Henan College of Transportation, Zhengzhou 节点服务器路由器Sink 节点图1 无线传感器网络的基本结构传感器节点通过感知、采集环境参数形成分散式的数据源，并将采集的数据聚合至Sink 节点。
节点负责汇总和处理传感器节点上传的信息。
在网络中，路由器对数据传输至关重要，负责将信息从传感器节点传输至Sink 节点，并将数据从Sink 节点传输至服务器[3-4]。
无线传感器网络在实际应用中普遍存在能耗问题。
由于传感器节点通常被部署在无人的环境中，能源供给受到限制，因此如何降低网络的能耗成为一个重要的研究方向。
首先，传感器节点在采集数据的过程中需要进行信号处理、编码和数据传输，这些操作。
其次，数据的传输需要经过多个节点，涉及多次无线通信，导致额外的能耗。
最后，由于传感器网络长时间运行，能耗不均衡问题日益凸显，一些节点可能因频繁传输大量数据而耗尽基于聚类优化的低能量自适应聚类层次协议是一种广泛应用于无线传感器网络通信协议通过引入聚类结构，将传感器节点分组为若干个簇，每个簇中包含一个被称为簇首的节点。