专利名称：一种小型便携式实时能耗监测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小型便携式实时能耗监测装置，尤其是一种面向低功耗无线 传感器网络节点实时能耗测量的数据采集装置。
背景技术：
目前无线传感器网络节点的实时低功耗测量一般在实验室用通用仪器设备来完 成，具有体积大，不便移动，同时测量的节点数目有限等缺陷。而无线传感器网络是由多个 传感器节点组成的，无线传感器节点具有体积小，可移动的特性。对于无线传感器网络节点 的实际能耗测量问题，目前主要由建模仿真估算，无法反映特定节点的实际能耗情况。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种小型便携式、能跟随被测传感器网络 节点布置的、实时能耗监测装置，其可实现实时的采集无线传感器节点的能耗数据，有线或 者无线的方式传递给PC机，且便于用户实现对多个节点的扩展。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了下述技术方案一种小型便携式实时能耗监测装置，包括单片机，以单片机为中心连接的直流电 源驱动装置，高精度模数转换(ADC)电路，电流测量电路(电流感应放大器)，无线数据传输 模块，一个串行总线接口(USB接口)，所述的单片机内设置有下载模块；单片机通过USB接 口或者无线数据传输模块与PC机相连，单片机通过高精度模数转换(ADC)电路与电流测量 电路相连；供给负载的电流信息被电流测量电路转换为电压后，由高精度模数转换电路采 集，并通过SPI总线输出给单片机；供给负载的电压由单片机自带ADC电路进行采集。所述的装置供电在通过USB接口连接时从PC机取电；没有连接USB接口时从电池 取电。本实用新型的效果是通过对电流和电压数据的采集，从而得到传感器节点实时 的能耗信息，并且可以通过USB接口或者无线方式将数据传输给PC机，具有便携移动性，可 随传感器节点布置在实际环境中。

图1是本小型便携式实时能耗监测装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本小型便携式实时能耗监测装置，包括单片机1，以单片机为中心连 接的直流电源驱动装置，高精度模数转换电路2，无线数据传输模块5，以及与高精度模数 转换电路2相连的电流测量电路3 ；通过负载8的电流6和电压7分别被采集；电流6的信 息由电流测量电路3转换为电压值，然后经过高精度模数转换电路2转化为数字量输出到 单片机；电压7则由单片机1内置的高精度模数转换电路采集。
3[0010]电流测量电路3采用电流感应放大器芯片(采用ADI公司的ADM4073)，在使用过 程中对输送给节点的负载电流转换为电压。同时对电压进行线性放大，输出设计指定的电 压幅值到高精度模数转换电路2。高精度模数转换电路2 (ADC)采用美国ADI公司的16位Sigma-Delta高精度模数 转换芯片AD7705，输出精度为0. 003%，输出频率500HZ，能将电流测量值的微小变化准确 的检测到，并转换为数字量，传输给单片机1。单片机1(微处理器，MicrocontrolIer)采用Atmel公司的ATmegal6L单片机，可 综合处理各种信息，发出驱动指令，协调控制数据的读取动作，将采集到的信息处理后，转 化成一定格式的数据通过USB接口 4输送给PC机。无线数据传输模块5通过SPI接口与单片机1相连，实现无线数据收发。
权利要求一种小型便携式实时能耗监测装置，其特征在于，该装置包括单片机(1)，以单片机为中心连接的直流电源驱动装置，高精度模数转换电路(2)，无线数据传输模块(5)，与高精度模数转换电路(2)相连的电流测量电路(3)，一个USB接口(4)，所述的单片机内设置有下载模块；单片机(1)通过USB接口(4)或者无线数据传输模块(5)与PC机相连，单片机(1)通过高精度模数转换电路(2)与电流测量电路(3)相连，供给负载的电流信息被电流测量电路转换为电压后，由高精度模数转换电路采集，并通过SPI总线输出给单片机；供给负载的电压由单片机自带ADC电路进行采集。
2.根据权利要求1所述的小型便携式实时能耗监测装置，其特征在于，所述的高精度 模数转换电路(2)采用16位的高精度模数转换芯片。
3.根据权利要求1所述的小型便携式实时能耗监测装置，其特征在于，所述的电流测 量电路(3)采用电流感应放大器芯片。
4.根据权利要求1所述的小型便携式实时能耗监测装置，其特征在于，所述的单片机 (1)采用8位单片机。
5.根据权利要求1所述的小型便携式实时能耗监测装置，其特征在于，所述的装置供 电在通过USB接口连接时从PC机取电；没有连接USB接口时从电池取电。
专利摘要一种小型便携式实时能耗监测装置，包括单片机，以单片机为中心连接的直流电源驱动装置，模数转换电路，无线数据传输模块，与模数转换电路相连的电流测量电路，一个USB接口，所述的单片机内设置有下载模块；单片机通过USB接口或者无线数据传输模块与PC机相连，单片机通过模数转换电路与电流测量电路相连，供给负载的电流信息被电流测量电路转换为电压后，由模数转换电路采集，并通过SPI总线输出给单片机；供给负载的电压由单片机自带ADC电路进行采集。本装置通过下载不同的控制信息，实现对能耗数据的不同采样频率设置；可选择由USB接口供电或者电池供电，对负载工作无干扰；小型便携，满足了在实际环境中进行能耗测量的移动需求。
文档编号G01R19/25GK201707391SQ201020224939
公开日2011年1月12日 申请日期2010年6月8日 优先权日2010年6月8日
发明者张帆, 李文锋 申请人:武汉理工大学