(57)【要約】本発明に係る段階分け保護構造付きの無線センサノードは、ノードハードウェア回路およびノード段階分け保護構造の２つの部分を含み、ノードハードウェア回路はセンサモジュール、データプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールを含み、ノード段階分け保護構造は第１段階の密閉保護構造および第２段階の強度保護構造を含み、第１段階の密閉保護構造はＡＢＳ球状内部ケーシングを含み、データプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールはＡＢＳ球状内部ケーシング内に設置されており、ＡＢＳ球状内部ケーシング内の隙間はＥＰＥ緩衝発泡体によって充填されており、ＡＢＳ球状内部ケーシングの外側にはナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層が被覆されており、第２段階の強度保護構造は通気孔を備える球状ナイロン外部ケーシングを含み、球状ナイロン外部ケーシングとＡＢＳ球状内部ケーシングとの間はゴム緩衝装置によって支持接続されており、センサモジュールは球状ナイロン外部ケーシング内に設置されている。本発明のノードは投げ配置することができ、災害適応能力が強く、環境情報を効果的に取得することができ、コストが低い。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
段階分け保護構造付きの無線センサノードであって、
ノードハードウェア回路およびノード段階分け保護構造の２つの部分を含み、
ノードハードウェア回路は、センサモジュール（１１）、データプロセッサモジュール（１０）および無線通信モジュール（９）を含み、
ノード段階分け保護構造は、ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）を含む第１段階の密閉保護構造および第２段階の強度保護構造を含み、
データプロセッサモジュール（１０）および無線通信モジュール（９）はＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）内に設置されており、ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）内の隙間はＥＰＥ緩衝発泡体（８）によって充填されており、ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）の外側にはナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層（４）が被覆されており、
前記第２段階の強度保護構造は、ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）の外側に設置された球状ナイロン外部ケーシングを含み、球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）の外壁との間は１セットのゴム緩衝装置（３）によって支持接続されており、センサモジュール（１１）は球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）の外壁との間に設置され、球状ナイロン外部ケーシングには通気孔（１３）が設置されている、
ことを特徴とする段階分け保護構造付きの無線センサノード。
【請求項２】
前記ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）は、ボルト連結されたＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー（５）およびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー（７）を含み、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー（５）とＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー（７）の結合位置は防水ゴムリング（６）によって密閉されている、ことを特徴とする請求項１に記載の段階分け保護構造付きの無線センサノード。
【請求項３】
前記球状ナイロン外部ケーシングは、ボルト連結された球状ナイロン外部ケーシングの上部カバー（２）および球状ナイロン外部ケーシングの下部カバー（１）を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の段階分け保護構造付きの無線センサノード。
【請求項４】
前記ＡＢＳ球状内部ケーシング（１５）にはワイヤー貫通孔（１７）が設置されており、ＡＢ接着剤（１８）によってワイヤー（１２）の固定およびワイヤー貫通孔（１７）の密閉が完成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の段階分け保護構造付きの無線センサノード。
【請求項５】
前記センサモジュール（１１）は、温湿度センサ、ガス濃度センサ、光強度センサ、カメラのうちの１つまたは２つ以上を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の段階分け保護構造付きの無線センサノード。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線センサノードに関し、特に被災後環境の情報を取得するための非常時救助センサノードに関する。
【背景技術】
【０００２】
非常時救助センサネットワーク分野において、非常時の現場は一般的に可燃爆発性があり、毒性のある有害場所に属し、センサノードの一時的な配置に不利であり、劣悪な作業環境はノード回路モジュールを損傷させやすく、環境情報を効果的に取得することが難しい。従来の非常時救助センサノードは、一般的に配置し難く、環境情報を取得し難く、コア回路モジュールが損傷しやすいなどの欠陥を有する。従って、配置しやすく、被災環境において確実に作業することができる非常時救助センサノードを設けることは、救助効率を向上させ、生命財産の安全を保障する面において重大な意義を有する。
【０００３】
中国特許文献ＣＮ１０３１５２８４１Ａにより開示された「無線センサノードの緩衝保護装置」は、球状ケーシング、フレームおよび緩衝バネにより構成され、従来のセンサノードに比べて減震性能を向上させるが、該緩衝保護装置は完全に密閉されたパッケージ形式を採用しているため、センサモジュールと外部環境とを隔離させてしまい、環境情報を効果的に取得することが難しい。激しい衝突が発生した場合、緩衝バネのみを使用するだけでは減震要求に満たすことが難しく、ノードハードウェアモジュールを損傷させてしまう。また、バネは金属により構成され、ノードの周辺に配置された複数の金属製バネは電磁波を吸収し、ノードの通信品質を低下させる。さらに、難燃性断熱層が設置されていないため、火災などの特別な応用環境において通常通りに作動し難い。また、球状ケーシングは溶接によって接続されているため、取り外しおよび再利用に不利であり、コストを増加させる。
【０００４】
また、中国特許文献ＣＮ１０３２６０２６６Ａにより開示された「緩衝保護機能を有する鉱山用無線センサノード」は、鉱山用センサノード、四角形板、アーチ状板、球状ケーシング、緩衝箱、緩衝棒により構成され、該ノードは炭鉱坑内の特別な応用環境のために開発し製造されたものであり、トンネル崩壊などの劣悪な環境において、ノードハードウェアを効果的に保護することができるが、該ノードは地面に固定しなければならず、被災後の柔軟な配置を実現することができないため、その応用が非常時救助センサネットワークに普及されにくい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の非常時救助センサノードを配置することが困難であり、防災性が悪く、環境情報の取得能力が弱く、投入コストが高いなどの問題に鑑みて、本発明は、投げ配置（投げて配置する）が可能であり、災害適応能力が強く、環境情報を効果的に取得可能であり、コストが低い無線センサノードを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を実現するための本発明に係る段階分け保護構造付きの無線センサノードは、ノードハードウェア回路およびノード段階分け保護構造の２つの部分を含み、ノードハードウェア回路はセンサモジュール、データプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールを含み、ノード段階分け保護構造は第１段階の密閉保護構造および第２段階の強度保護構造を含み、前記第１段階の密閉保護構造はＡＢＳ球状内部ケーシングを含み、データプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールはＡＢＳ球状内部ケーシング内に設置されており、ＡＢＳ球状内部ケーシング内の隙間はＥＰＥ緩衝発泡体によって充填されており、ＡＢＳ球状内部ケーシングの外側にはナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層が被覆されており、前記第２段階の強度保護構造はＡＢＳ球状内部ケーシングの外側に設置された球状ナイロン外部ケーシングを含み、球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシングの外壁との間は１セットのゴム緩衝装置によって支持接続されており、センサモジュールは球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシングの外壁との間に設置されており、球状ナイロン外部ケーシングには通気孔が設置されている。
【０００７】
本発明は第１段階の密閉保護構造を介してデータプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールに対する保護を実現し、第２段階の強度保護構造を介してセンサモジュールに対する保護を実現し、同時にセンサモジュールが外部と十分に接触することができるように確保する。
【０００８】
具体的に、前記ＡＢＳ球状内部ケーシングは、ボルト連結されたＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバーおよびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバーを含み、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバーおよびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバーの結合位置は防水ゴムリングによって密閉されている。分離型の構造設計は部品の組立に便利であり、同時にボルト連結を採用することによりＡＢＳ球状内部ケーシングを取り付ける信頼性を保証し、投げ配置する際に部品が落下することを避けることができる。
【０００９】
具体的に、前記球状ナイロン外部ケーシングは、ボルト連結された球状ナイロン外部ケーシングの上部カバーおよび球状ナイロン外部ケーシングの下部カバーを含む。分離型の構造設計は部品の組立に便利であり、同時にボルト連結を採用することにより球状ナイロン外部ケーシングを取り付ける信頼性を保証し、投げ配置する際に部品が落下することを避けることができる。
【００１０】
具体的に、前記ＡＢＳ球状内部ケーシングにはワイヤー貫通孔が設置されており、ＡＢ接着剤によってワイヤーの固定およびワイヤー貫通孔の密閉が達成されている。
【００１１】
具体的に、前記センサモジュールは、温湿度センサ、ガス濃度センサ、光強度センサ、カメラのうちの１つまたは２つ以上を含み、具体的な応用環境に基づいて適当に調整することができ、前記データプロセッサモジュールは、主に、ＭＣＵマイクロチップ、水晶発振回路および信号調整回路を含み、前記無線通信モジュールは、主に、無線送受信チップおよびＰＣＢアンテナを含む。
【発明の効果】
【００１２】
本発明により提供される段階分け保護構造付きの無線センサノードは、従来技術に対して、下記のような利点を有する。
１）段階分けの保護方針を採用し、通気孔付きの球状ナイロン外部ケーシングは、センサモジュールが外部環境と十分に接触することができるようにし、環境情報を収集する正確性を保証し、密閉されたＡＢＳ球状内部ケーシングはデータプロセッサモジュールおよび無線通信モジュールを外部環境から完全に隔離させ、ノードコアハードウェアの劣悪な環境における生存能力を保証する。
２）ゴム緩衝装置およびＥＰＥ緩衝発泡体を採用した第２段階の緩衝は、ノードを投げ配置による衝突の衝撃に十分に耐えられるようにする。
３）ノード保護構造は、エンジニアリングプラスチックスまたはゴムなどの電磁波透過性のよい材料を採用するため、ノードの間の通信品質に影響しないように確保することができる。
４）ナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層は、ノードに火災などの高温応用環境に適応することができるようにする。
５）防水ゴムリングは、ＡＢＳ球状内部ケーシングの気密性および防水能力を強化する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の全体的構造を示す図である。
【図２】本発明の球状ナイロン外部ケーシングの正面構造を示す図である。
【図３】本発明の球状ナイロン外部ケーシングの平面構造を示す図である。
【図４】本発明の球状ナイロン外部ケーシングの断面図である。
【図５】本発明のゴム緩衝装置の配置図である。
【図６】本発明のＡＢＳ球状内部ケーシングの正面構造を示す図である。
【図７】本発明のＡＢＳ球状内部ケーシングの平面構造を示す図である。
【図８】本発明のＡＢＳ球状内部ケーシングの断面図である。
【図９】本発明の防水ゴムリングの構造を示す図である。
【図１０】本発明のゴム緩衝装置の構造を示す図である。
【図１１】本発明の全体的なアーキテクチャを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に合わせて本発明についてさらに説明する。
図１に示すように、段階分け保護構造付きの無線センサノードは、ノードハードウェア回路およびノード段階分け保護構造の２つの部分を含み、ノードハードウェア回路はセンサモジュール１１、データプロセッサモジュール１０および無線通信モジュール９を含み、ノード段階分け保護構造は第１段階の密閉保護構造および第２段階の強度保護構造を含む。上記第１段階の密閉保護構造はＡＢＳ球状内部ケーシング１５を含み、データプロセッサモジュール１０および無線通信モジュール９はＡＢＳ球状内部ケーシング１５内に設置され、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５内の隙間はＥＰＥ緩衝発泡体８によって充填されており、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外側にはナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層４が被覆されている。上記第２段階の強度保護構造は、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外側に設置された球状ナイロン外部ケーシングを含み、球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外壁との間は１セットのゴム緩衝装置３を介して支持接続されており、センサモジュール１１は、球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外壁との間に設置され、球状ナイロン外部ケーシングには通気孔１３が設置されている。
【００１５】
本発明の構造において、データプロセッサモジュール１０および無線通信モジュール９はＡＢＳ球状内部ケーシング１５内に密閉保存され、ＥＰＥ緩衝発泡体８を介してデータプロセッサモジュール１０および無線通信モジュール９に対する減震緩衝を実現し、センサモジュール１１は球状ナイロン外部ケーシングの内壁とＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外壁との間に設置され、球状ナイロン外部ケーシングにおける通気孔１３はセンサモジュール１１が外部環境と十分に接触するように保証することができる。
【００１６】
図２、図３および図４に示すように、上記球状ナイロン外部ケーシングは、球状ナイロン外部ケーシングの上部カバー２および球状ナイロン外部ケーシングの下部カバー１を含み、球状ナイロン外部ケーシングの上部カバー２および球状ナイロン外部ケーシングの下部カバー１は４つの均一に配置されたプラスチック製ボルト１４により連結され、球状ナイロン外部ケーシングには８つの通気孔１３が均一に配置され、センサモジュール１１が外部環境と十分に接触できるように確保する。
【００１７】
図５に示すように、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の高温における適応能力を強化するために、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の外面には１層のナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層４が被覆され、均一に配置された８つのゴム緩衝装置３は投げ配置過程における緩衝減震を実現する。
【００１８】
図６、図７および図８に示すように、上記ＡＢＳ球状内部ケーシング１５は、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー５およびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー７を含み、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー５およびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー７は、４つの均一に配置されたプラスチック製ボルト１４により連結され、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー５およびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー７の結合位置は防水ゴムリング６により密閉されている。ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の表面には８つのねじ孔１６が均一に配置され、８つのゴム緩衝装置３を固定する。ＡＢＳ球状内部ケーシング１５の内部にはＥＰＥ緩衝発泡体８が充填され、データプロセッサモジュール１０および無線通信モジュール９の投げ配置過程における緩衝減震を実現する。ＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー７にはワイヤー貫通孔１７が設置され、センサモジュール１１はワイヤー１２を介して、収集されたデータをデータプロセッサモジュール１０に伝送し、無線通信モジュール９を介して送信することができる。ワイヤー１２が引き出された後、ワイヤー貫通孔１７をＡＢ接着剤１８を使用して密閉し、ＡＢＳ球状内部ケーシング１５内部の気密性を保証する。
【００１９】
図９に示すように、ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー５およびＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー７の密閉接続に適応するように、防水ゴムリング６の周辺には４つの接続孔が均一に設置されている。
【００２０】
図１０に示すように、ゴム緩衝装置３は天然ゴムブロック１９およびプラスチック製スクリュ２０により構成され、プラスチック製スクリュ２０およびねじ孔１６を介してゴム緩衝装置３とＡＢＳ球状内部ケーシング１５との接続を実現する。
【００２１】
上記は本発明の好ましい実施形態に過ぎず、当業者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない前提で、さらに様々な改良や潤飾を行うことができ、これらの改良や潤飾も本発明の保護範囲であると見なされるべきであることを指摘すべきである。
【符号の説明】
【００２２】
１  球状ナイロン外部ケーシングの下部カバー、
２  球状ナイロン外部ケーシングの上部カバー、
３  ゴム緩衝装置、
４  ナノエアロゲル断熱毛布難燃性断熱層、
５  ＡＢＳ球状内部ケーシングの上部カバー、
６  防水ゴムリング、
７  ＡＢＳ球状内部ケーシングの下部カバー、
８  ＥＰＥ緩衝発泡体、
９  無線通信モジュール、
１０  データプロセッサモジュール、
１１  センサモジュール、
１２  ワイヤー、
１３  通気孔、
１４  プラスチック製ボルト、
１５  ＡＢＳ球状内部ケーシング、
１６  ねじ孔、
１７  ワイヤー貫通孔、
１８  ＡＢ接着剤、
１９  天然ゴムブロック、
２０  プラスチック製スクリュ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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2019520546.tif 000015
2019520546.tif 000016
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