一种基于激光光源的传感器网络远程充供电系统

摘要

一种基于激光光源的传感器网络远程充供电系统，设有充供电主机和传感器网络节点充供电从机，充供电主机包括激光光源及包含脉冲步进控制器、俯仰步进电机、俯仰步进电机驱动器、水平步进电机及水平步进电机驱动器的光向调整机构，脉冲步进控制器分别输出脉冲信号给俯仰步进电机驱动器及水平步进电机驱动器，驱动俯仰步进电机和水平步进电机，俯仰步进电机及水平步进电机的输出轴分别通过齿轮传动机构调节激光光源的俯仰及水平位置，每个节点充供电从机均包含节点处理器、光电池板、电压检测电路、稳压模块、供电电路，光电池板接收激光能量，通过稳压模块形成充供电电源，再通过供电电路为传感器网络节点充供电。

主权项

一种基于激光光源的传感器网络远程充供电系统，其特征在于：设有充供电主机和传感器网络节点充供电从机，其中：充供电主机包括激光光源及光向调整机构，激光光源为矩形阵列分布的N×M个激光头，各激光头光向平行；光向调整机构包含脉冲步进控制器、俯仰步进电机、俯仰步进电机驱动器、水平步进电机及水平步进电机驱动器，脉冲步进控制器在控制器指令下，分别输出脉冲信号给俯仰步进电机驱动器及水平步进电机驱动器，俯仰步进电机驱动器驱动俯仰步进电机，水平步进电机驱动器驱动水平步进电机，俯仰步进电机及水平步进电机的输出轴分别通过齿轮传动机构调节激光光源的俯仰及水平位置，脉冲步进控制器内设有用于与传感器网络节点充供电从机进行充供电信息实时交互的无线通信模块；每个传感器网络节点充供电从机均包含节点处理器、光电池板、电压检测电路、稳压模块、供电电路以及用于与充供电主机进行充供电信息实时交互的无线通信模块，光电池板置于激光光源的光向调整范围内，光电池板接收激光能量，通过稳压模块形成充供电电源，再通过供电电路为传感器网络节点充供电；当节点电压低于设定值时，节点处理器产生一个外部中断，通过传感器网络节点充供电从机的无线通信模块向充供电主机发送充供电请求，脉冲步进控制器通过充供电主机的无线通信模块接收充供电请求信号后，激光光源通电发光，当激光光斑在光电池板的上方或下方时，脉冲步进控制器发送脉冲信号传送给俯仰步进电机驱动器，俯仰步进电机驱动器驱动俯仰步进电机，其输出轴通过齿轮传动机构调节激光光源的俯仰位置；当激光光斑在光电池板的左方或右方时，脉冲步进控制器发送脉冲信号传送给水平步进电机驱动器，水平步进电机驱动器驱动水平步进电机，其输出轴通过齿轮传动机构调节激光光源的水平位置，直到激光光斑落在光电池板上；传感器网络节点的电压检测电路对接收到的充供电电压进行检测，当检测到最大电压时，通过传感器网络节点充供电从机的无线通信模块向充供电主机的无线通信模块发送信息，光向调整机构停止光向调整；当节点电压到达设定值时，节点处理器又产生一个外部中断，通过传感器网络节点充供电从机的无线通信模块向充供电主机发送停止供电信号，脉冲步进控制器进入休眠，一个充供电过程结束。