太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件的製作方法

2023-05-29 22:16:51 2

本實用新型涉及一種太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件。

背景技術：

隨著太陽能利用技術的發展，使得太陽能電池板用於船舶設備變得可能；同時由於物聯網技術的進步和推廣，無線互聯技術也得到了很大發展。目前國內外的晶片廠家都積極地在各類產品中集成了比較流行的無線通訊協議，極大方便了二次開發。而當前船用各類傳感器技術已經非常成熟，但由於船舶結構的複雜性，各類傳感器需要安裝在船舶的各個位置，從而使得布線往往會十分複雜，既費時又費力，且提高成本，同時傳感器的維護非常不方便，也存在連接電纜斷線的隱患，導致傳感器失效。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題是提供一種太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件，本傳感器組件採用太陽能供電，同時監測多種模擬量信號，可實現無線組網和通信，無需布線，節省人力和材料成本，避免了連接電纜斷線隱患，確保傳感器的可靠工作和數據傳輸。

為解決上述技術問題，本實用新型太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件包括傳感器組、太陽能電池板、儲能單元、信號採集和處理模塊和無線傳輸模塊，所述太陽能電池板的電能輸出端連接所述儲能單元的輸入端，所述儲能單元分別提供所述信號採集和處理模塊、無線傳輸模塊和傳感器組的工作電源，所述信號採集和處理模塊的信號輸出端連接所述無線傳輸模塊的信號輸入端，所述無線傳輸模塊發送數據信號，所述傳感器組的信號輸出端連接所述信號採集和處理模塊的信號輸入端。

進一步，所述無線傳輸模塊是ZigBee無線通訊模塊並且通過ZigBee通訊網絡發送數據信號。

進一步，所述傳感器組包括壓力傳感器、液位傳感器和三個溫度傳感器。

進一步，本組件還包括隔爆殼體，所述太陽能電池板、儲能單元、信號採集和處理模塊和無線傳輸模塊分別安裝於所述隔爆殼體內，並且所述無線傳輸模塊的天線引出所述隔爆殼體，所述隔爆殼體在所述太陽能電池板位置開有覆蓋防爆玻璃的窗口。

由於本實用新型太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件採用了上述技術方案，即本傳感器組件包括傳感器組、太陽能電池板、儲能單元、信號採集和處理模塊和無線傳輸模塊，太陽能電池板的電能輸出端連接儲能單元的輸入端，儲能單元分別提供信號採集和處理模塊、無線傳輸模塊和傳感器組的工作電源，信號採集和處理模塊的信號輸出端連接無線傳輸模塊的信號輸入端，無線傳輸模塊通過ZigBee通訊網絡發送數據信號，傳感器組的信號輸出端連接信號採集和處理模塊的信號輸入端。本傳感器組件採用太陽能供電，節能環保；可實現無線組網和通信，無需布線，節省人力和材料成本，避免了連接電纜斷線隱患，確保傳感器的可靠工作和數據傳輸。

附圖說明

下面結合附圖和實施方式對本實用新型作進一步的詳細說明：

圖1為本實用新型太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件的結構示意圖；

圖2為本實用新型選用的ZigBee無線傳輸協議構建的星型網絡拓撲結構示意圖。

具體實施方式

實施例如圖1所示，本實用新型太陽能供電的船用無線複合型傳感器組件包括傳感器組1、太陽能電池板2、儲能單元3、信號採集和處理模塊4和無線傳輸模塊5，所述太陽能電池板2的電能輸出端連接所述儲能單元3的輸入端，所述儲能單元3分別提供所述信號採集和處理模塊4、無線傳輸模塊5和傳感器組1的工作電源，所述信號採集和處理模塊4的信號輸出端連接所述無線傳輸模塊5的信號輸入端，所述無線傳輸模塊5發送數據信號，所述傳感器組1的信號輸出端連接所述信號採集和處理模塊4的信號輸入端。

優選的，所述無線傳輸模塊5是ZigBee無線通訊模塊並且通過ZigBee通訊網絡發送數據信號。如圖2所示，ZigBee無線通訊網絡中包括控制中心的中心主站6及多個 ZigBee終端節點7。中心主站用於管理網絡節點，通常安裝於控制中心，中心主站同時連接著若干個子節點，每一個子節點都是一個太陽能供電的船用無線複合型傳感器。ZigBee終端節點7隻會與中心主站6直接通訊，各個ZigBee終端節點之間不會進行直接通訊。本傳感器組件所選用的ZigBee無線通訊網絡具有低功耗的特點，可以保證本傳感器組件能夠長時間穩定工作。

優選的，所述傳感器組包括壓力傳感器11、液位傳感器12和三個溫度傳感器13、14、15。

優選的，本組件還包括隔爆殼體（圖中未示出），所述太陽能電池板2、儲能單元3、信號採集和處理模塊4和無線傳輸模塊5分別安裝於所述隔爆殼體內，並且所述無線傳輸模塊5的天線引出所述隔爆殼體，所述隔爆殼體在所述太陽能電池板2位置開有覆蓋防爆玻璃的窗口。本組件採用隔爆處理後可使用於要求隔爆的場合，提高了本組件應用的範圍。

本傳感器組件中，傳感器組用於採集當前的壓力、液位和溫度值（電壓信號），太陽能電池板用於在光照條件下，將光能轉換為電能，並對儲能單元進行充電，以儲備足夠的電能。儲能單元用於為其他模塊提供工作電源，並可智能地對充放電過程的轉換進行可靠的控制。當光照條件不足時，儲能單元切掉充電迴路，利用儲備的電能為各模塊提供穩定的電壓輸出；當光照充足時，儲能單元進行充電，並對各模塊提供可以穩定工作的電壓。傳感器組信號通過信號採集和處理單元實現採集，將採集到的模擬量信號轉換為數字量信號，並將數字量信號傳送到無線傳輸模塊。無線傳輸模塊利用無線網絡將液位信號傳輸到位於控制中心的中心主站，從而實現相應的控制。

本傳感器組件採用清潔能源供電，節能環保，實現無線數據傳輸，無需現場布線，省去了常規的傳感器現場布線的麻煩，節省了人力以及物料成本，避免了傳統連接電纜斷線的隱患，確保傳感器的可靠工作和數據傳輸。