本發(fā)明屬于電子信息領(lǐng)域，具體涉及具備無線充電功能的加速度傳感器網(wǎng)絡(luò)基站和系統(tǒng)，能夠接收無線加速度傳感器的回傳信號以及發(fā)射電磁波脈沖給半有源無線傳感器提供能量。

技術(shù)背景

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，在零售業(yè)商品的外包裝上附加加速度傳感器模塊來采集購買者的行為數(shù)據(jù)，并加以分析挖掘，已成為實(shí)時(shí)了解商品銷售情況和顧客對商品感興趣程度的有力途徑。但是目前市面上常見的加速度傳感器裝置均為有源傳感器，考慮到傳感器的體積應(yīng)盡可能地小，所以通常使用紐扣電池作為電源。紐扣電池容量小、不可重復(fù)充電，需要經(jīng)常更換，造成了經(jīng)營者在這種數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上的維護(hù)開銷很大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的第一個目的在于針對上述實(shí)際存在的問題，提出了一種具備無線充電功能的加速度傳感器系統(tǒng)。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

具備無線充電功能的加速度傳感器系統(tǒng)，其特征在于它包括多個無線半有源加速度傳感器及與無線半有源加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的基站，所述基站設(shè)置主控電路、電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器以及天線；所述基站具有兩個工作頻率，其中，第一工作頻率為與無線半有源加速度傳感器進(jìn)行無線數(shù)據(jù)通訊的工作頻率，第二工作頻率為向無線半有源加速度傳感器進(jìn)行無線充電的工作頻率，所述主控電路控制電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器和天線，按一定時(shí)序接收第一工作頻率信號以及發(fā)送第二工作頻率電磁波。

本發(fā)明另一個目的是提供一種能夠應(yīng)用于上述系統(tǒng)的具備無線充電功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)基站。為此，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

具備無線充電功能的傳感器網(wǎng)絡(luò)基站，其特征在于所述基站包括了主控電路、電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器以及天線；所述基站具有兩個工作頻率，其中，第一工作頻率為與無線半有源傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的工作頻率，第二工作頻率為向無線半有源傳感器進(jìn)行無線充電的工作頻率，所述主控電路控制電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器和天線，按一定時(shí)序接收第一工作頻率信號以及發(fā)送第二工作頻率電磁波。

進(jìn)一步地，主控電路可以智能地調(diào)節(jié)所需要的電磁波發(fā)生器發(fā)射功率，可以將無線半有源傳感器回傳的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到上位機(jī)，可以控制雙工器的收發(fā)轉(zhuǎn)換。

基站的工作頻率為860MHz-960MHz或者2.4GHz-2.5GHz。

在實(shí)踐中，往往以一個貨架或臨近幾個貨架中的無線半有源加速度傳感器共同從屬于一個基站，組成一個系統(tǒng)，或者以貨架的一層或臨近幾層中的無線半有源加速度傳感器共同從屬于一個基站，組成一個系統(tǒng)。盡管電磁波在空氣中傳播時(shí)受彌散和衰減的影響，輸電的效率很低，但是無線半有源傳感器的平均工作電流普遍在10uA以內(nèi)，功耗極低，在一定距離內(nèi)采用無線輸電可以滿足傳感器的功耗要求。

主控電路采用微處理器芯片，可以對電磁波發(fā)生器的輸出功率進(jìn)行程控，按照一定的周期間隔發(fā)出固定頻率的電磁波脈沖，并可根據(jù)無線半有源傳感器返回的剩余電量信息調(diào)節(jié)發(fā)射功率的大??；微處理器芯片在其余的時(shí)間里負(fù)責(zé)對信號接收電路接收到的信號進(jìn)行解碼以及轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)；同時(shí)也負(fù)責(zé)控制雙工器的收發(fā)切換。

本發(fā)明的有益效果是：

（1）、克服了傳統(tǒng)有源傳感器使用中遇到的電池壽命低、更換麻煩，維護(hù)成本高等缺點(diǎn)。

（2）、使得傳感器的信號接收器與無線充電器合二為一，提高了集成度，使得系統(tǒng)的組裝更加便利。

（3）、無線充電的發(fā)射功率可以智能控制，防止能量的浪費(fèi)，提高了效率。

附圖說明：

圖1為本發(fā)明所提供的基站實(shí)施例的方框原理圖。

圖2為可與本發(fā)明基站配套使用的無線半有源加速度傳感器的方框原理圖。

圖3為本發(fā)明基站的功率發(fā)射電路、信號接收電路的切換時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式：

參照附圖。本發(fā)明所提供的具備無線充電功能的加速度傳感器網(wǎng)絡(luò)基站，其特征在于所述基站包括了主控電路、電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器以及天線單元；所述基站具有兩個工作頻率，其中，第一工作頻率為與無線半有源加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的工作頻率，第二工作頻率為向無線半有源加速度傳感器進(jìn)行無線充電的工作頻率，所述主控電路控制電磁波發(fā)生器、信號接收電路、雙工器和天線，按一定時(shí)序接收第一工作頻率信號以及發(fā)送第二工作頻率電磁波。

所述的主控電路由微處理器芯片以及時(shí)鐘電路構(gòu)成。

所述的電磁波發(fā)生器由正弦波振蕩器以及功率放大器組成，其中功率放大器的輸出功率受到主控電路的控制，發(fā)送的正弦波頻率為860MHz-960MHz或者2.4GHz-2.5GHz。

所述的信號接收電路由低噪聲放大器、混頻器、本地振蕩器、中頻放大器以及解調(diào)器等構(gòu)成，輸出的信號通過微處理器芯片轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)進(jìn)行后續(xù)的信號處理。

所述的天線采用全向天線，以保證基站信號所覆蓋的區(qū)域最大化。

無線半有源加速度傳感器系統(tǒng)包括多個無線半有源加速度傳感器及與無線半有源加速度傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊的上述基站。

本發(fā)明所述的無線半有源加速度傳感器結(jié)構(gòu)如圖2所示。所述無線半有源加速度傳感器包括了雙工器、信號發(fā)射電路、整流濾波電路、電源、加速度傳感器以及主控電路。加速度傳感器與主控電路連接，雙工器、信號發(fā)射電路、整流濾波電路均由主控電路控制。

所述的主控電路由微處理器芯片以及時(shí)鐘電路構(gòu)成。

所述的電源一般由電容構(gòu)成。

所述的信號發(fā)射電路由壓控振蕩器以及功率放大器組成。

所述的整流濾波電路由肖特基二極管和濾波電容構(gòu)成。

本發(fā)明的無線半有源加速度傳感器系統(tǒng)的具體工作時(shí)序如圖3所示。每個工作周期由發(fā)送正弦電磁波時(shí)隙和傳輸信號時(shí)隙兩部分構(gòu)成。

首先，在發(fā)送正弦電磁波時(shí)隙，基站向各個無線半有源加速度傳感器發(fā)射大功率的電磁波，當(dāng)無線半有源加速度傳感器識別到該大功率信號時(shí)，自動檢測當(dāng)前時(shí)刻電容所存儲的電量，如果電量低于門限，則開啟整流濾波電路對電容進(jìn)行充電；反之，則不充電。

在判斷發(fā)送正弦波時(shí)隙結(jié)束后，各個無線半有源加速度傳感器按照程序設(shè)定的次序，依次向基站返回加速度數(shù)據(jù)?；镜男盘柦邮针娐方邮詹⒒謴?fù)出這些數(shù)據(jù)后，通過USB接口轉(zhuǎn)發(fā)給上位機(jī)進(jìn)行后續(xù)處理。

由于各個無線半有源加速度傳感器各自的時(shí)鐘獨(dú)立，可能在長期運(yùn)行后出現(xiàn)較大誤差，因此，本系統(tǒng)均以基站的時(shí)鐘為準(zhǔn)，各無線半有源加速度傳感器在接收到大功率正弦波信號的同時(shí)，對各自的時(shí)鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，可保證每個校準(zhǔn)周期內(nèi)的時(shí)鐘誤差在一定范圍之內(nèi)。