一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種能量供應(yīng)系統(tǒng)，尤其涉及一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)受到世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，眾多專家學(xué)者參與研究，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)已在工業(yè)、醫(yī)學(xué)、軍事、環(huán)境、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但其能量供給成為制約無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵因素。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)量眾多，分布地域廣泛，且一般布置在環(huán)境惡劣，無(wú)人值守的地域，通過(guò)更換電池維持無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的正常工作是不現(xiàn)實(shí)的?，F(xiàn)在各國(guó)的研究熱點(diǎn)是從環(huán)境中獲得能量。目前，可以從環(huán)境中獲得的能量形式有:振動(dòng)能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、溫差能以及生物能等，其中太陽(yáng)能和振動(dòng)能應(yīng)用較為成熟。
[0003]經(jīng)文獻(xiàn)資料查找，可以得到:目前的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)方式一般為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)靠自帶的電池提供工作能量，電池提供能量時(shí)間有限，一旦電池電量耗盡，就等于節(jié)點(diǎn)死亡；有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自帶發(fā)電裝置，例如:專利號(hào)CN103139936A提供的技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)自帶太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換裝置，把太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用，但這種設(shè)計(jì)在光照強(qiáng)度不夠的地方就不能為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供充足的能量，還不能從根本上解決無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)長(zhǎng)期工作的能量可靠供應(yīng)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，能夠?yàn)闊o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供長(zhǎng)期可靠的能量供應(yīng)。
[0005]技術(shù)方案:一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，包括環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊、能量無(wú)線傳輸接收模塊、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊；所述能量無(wú)線傳輸接收模塊包括電磁波無(wú)線發(fā)射器和電磁波無(wú)線接收器，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊包括充電保護(hù)電路、蓄電池、傳感器；所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無(wú)線發(fā)射器，所述電磁波無(wú)線接收器連接所述充電保護(hù)電路的輸入端，所述充電保護(hù)電路的輸出端連接所述蓄電池，所述蓄電池連接傳感器；其中，所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊包括中空的圓柱形線圈，圓柱形線圈內(nèi)部設(shè)置條形磁鐵，圓柱形線圈兩端分別貼合壓電陶瓷，所述圓柱形線圈的輸出端和壓電陶瓷的電極并聯(lián)后作為所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端。
[0006]進(jìn)一步的，還包括布置在所述傳感器周側(cè)的若干個(gè)所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊，所述若干個(gè)環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端并連在所述充電保護(hù)電路的輸入端。
[0007]有益效果:本實(shí)用新型提供一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，通過(guò)能量無(wú)線傳輸接收模塊把環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊獲取的能量以電磁波的形式發(fā)送出去并接受，最后轉(zhuǎn)化為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊所需要的電能。本實(shí)用新型提供的能量供應(yīng)系統(tǒng)能夠利用環(huán)境條件下的振動(dòng)能為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供長(zhǎng)期可靠的能量供應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2是環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做更進(jìn)一步的解釋。
[0011]如圖1所示，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)包括環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊1，能量無(wú)線傳輸接收模塊2，無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊3。
[0012]環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊1中包括中空的圓柱形線圈103，圓柱形線圈103內(nèi)部設(shè)置條形磁鐵101，圓柱形線圈103兩端分別貼合壓電陶瓷102，圓柱形線圈103的輸出端和壓電陶瓷102的電極并聯(lián)后作為環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端。由于環(huán)境振動(dòng)，磁鐵101振動(dòng)撞擊壓電陶瓷102，使壓電陶瓷102產(chǎn)生電量，磁鐵101振動(dòng)時(shí)在線圈103中運(yùn)動(dòng)，使線圈103磁通量不斷變化進(jìn)而產(chǎn)生了電量。
[0013]能量無(wú)線傳輸接收模塊2采用電磁波無(wú)線傳輸電能，包括電磁波無(wú)線發(fā)射器201和電磁波無(wú)線接收器202。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊3包括整流濾波電路301，蓄電池302，傳感器303。環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊1的電能輸出端連接電磁波無(wú)線發(fā)射器201的輸入端，電磁波無(wú)線接收器202的輸出端連接充電保護(hù)電路301的輸入端，充電保護(hù)電路301的輸出端連接蓄電池302的輸入端，蓄電池302為傳感器303供電。
[0014]環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊1將從環(huán)境中獲取的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能并傳送給電磁波無(wú)線發(fā)射器201，電磁波無(wú)線發(fā)射器201將接收到的電能以電磁波的形式無(wú)線發(fā)射出去，電磁波無(wú)線接收器202接收電磁波無(wú)線發(fā)射器201發(fā)射的電磁波并將其轉(zhuǎn)化為電能，提供給無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊3。電磁波無(wú)線接收器202輸出的電能經(jīng)充電保護(hù)電路給無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊3中的蓄電池充電，以此為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供長(zhǎng)期可靠的能量供應(yīng)。
[0015]進(jìn)一步的，該無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)可以包括若干個(gè)結(jié)構(gòu)相同的環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊1，所有環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊可根據(jù)傳感器實(shí)際安裝的位置均勻分布于傳感器的周側(cè)，將所有環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端并連在充電保護(hù)電路的輸入端。
[0016]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:包括環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊、能量無(wú)線傳輸接收模塊、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊；所述能量無(wú)線傳輸接收模塊包括電磁波無(wú)線發(fā)射器和電磁波無(wú)線接收器，所述無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊包括充電保護(hù)電路、蓄電池、傳感器；所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無(wú)線發(fā)射器，所述電磁波無(wú)線接收器連接所述充電保護(hù)電路的輸入端，所述充電保護(hù)電路的輸出端連接所述蓄電池，所述蓄電池連接傳感器；其中，所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊包括中空的圓柱形線圈，圓柱形線圈內(nèi)部設(shè)置條形磁鐵，圓柱形線圈兩端分別貼合壓電陶瓷，所述圓柱形線圈的輸出端和壓電陶瓷的電極并聯(lián)后作為所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:還包括布置在所述傳感器周側(cè)的若干個(gè)所述環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊，所述若干個(gè)環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊的電能輸出端并連在所述充電保護(hù)電路的輸入端。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)，通環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊把環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊獲取的能量以電磁波的形式發(fā)送出去并接受，最后轉(zhuǎn)化為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)模塊所需要的電能。其中，環(huán)境振動(dòng)能獲取模塊能利用振動(dòng)發(fā)電同時(shí)利用了壓電原理以及電磁感應(yīng)原理，具有較高的效率。本實(shí)用新型提供的能量供應(yīng)系統(tǒng)能夠在多種環(huán)境條件下為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供長(zhǎng)期可靠的能量供應(yīng)。
【IPC分類】H02H7/18, H02J7/00
【公開(kāi)號(hào)】CN205070489
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520723392
【發(fā)明人】夏有財(cái), 蘇艷, 凌益琴, 張頂
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月17日