專利名稱：用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)設(shè)計，特別用于礦井的 無線通信中，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
中國礦產(chǎn)資源豐富，同時也是礦難大國。盜采礦產(chǎn)、生產(chǎn)失誤、器械老化及故障等 人為原因是礦難的主要原因。為了檢測礦井的環(huán)境，及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，減少礦難的發(fā)生， 各種通信技術(shù)正在被應(yīng)用于礦井之中。礦井中使用的通信技術(shù)分為有線傳輸和無線傳輸兩 種。通過比較兩類技術(shù)，可以發(fā)現(xiàn)無線傳輸有很多優(yōu)點，如無線收發(fā)機節(jié)點體積小、重量 輕，安裝拆卸方便；無線收發(fā)機擺脫了有線線路的束縛，可遠(yuǎn)離線路，可以具有更大的應(yīng)用 范圍；無線收發(fā)機結(jié)構(gòu)簡單、成本低，不需要額外添加硬件，可布置大量節(jié)點減少盲區(qū)。但是，使用無線傳輸技術(shù)有一個突出的問題，就是無線收發(fā)機的供電問題。由于很 多礦產(chǎn)的礦井都是易爆炸環(huán)境，所以安裝有線供電線路是比較困難的。而且，在礦難等緊急 情況下，有線供電線路很容易被破壞導(dǎo)致無法工作。所以，為礦井中的無線通信系統(tǒng)設(shè)計一 套可靠、穩(wěn)定的電源是很重要的。使用電池是一種選擇，但是，使用這種方法存在開銷大，更 換電池不方便的問題。
實用新型內(nèi)容針對上述問題，一種可以自行發(fā)電的無線收發(fā)機系統(tǒng)對于礦井中的無線通信系統(tǒng) 中是非常重要的。由于很多礦產(chǎn)的開采地帶一般瓦斯含量較高，所以為了保證礦井開采的 安全，國家要求礦井都要安裝通風(fēng)系統(tǒng)。現(xiàn)在很多風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)得到應(yīng)用，現(xiàn)有的風(fēng)能發(fā)電 系統(tǒng)一般通過風(fēng)葉的轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電能。利用礦井中的風(fēng)能發(fā)電作為無線收發(fā)機的能源有很實 際的應(yīng)用前景。本實用新型的目的是提供一種用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包含交流風(fēng)力發(fā)電機、整流器、電源管理與蓄電池充電器、蓄電池和無線收發(fā)機。本實用新型的特征在于，用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)，其 特征在于，含有交流風(fēng)力發(fā)電機、整流器、電源管理與蓄電池充電器、蓄電池和無線收發(fā)機， 其中整流器輸入端與所述交流風(fēng)力發(fā)電機的交流電壓輸出端相連，電源管理與蓄電池充 電器，是芯片LTC4088，設(shè)有直流電壓輸入端，與所述整流器的輸出端相連；直流電壓輸出 端，與所述無線收發(fā)機的電源電壓輸入端相連；蓄電池充電電壓輸出端/蓄電池輸出電壓 輸入端，與所述蓄電池相連。所述的芯片LTC4088可以用LTC4067代替。本實用新型提供了一種礦井中無線收發(fā)機備用電源的解決方案，適用于礦井中的 無線通信系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中。
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式
為清楚說明本實用新型的系統(tǒng)，下面給出實用新型的實施例并結(jié)合附圖詳細(xì)說 明。參見圖1，使用該使用新型時，系統(tǒng)包括將礦井中風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能的交流風(fēng)力發(fā) 電機，風(fēng)力發(fā)電機連接整流器，整流器將風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的交流電壓進(jìn)行整流，整流器輸出 的直流電壓連接至電源管理與蓄電池充電器(LTC4067、LTC4088)，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機正常工作， 整流器有直流電壓輸出時，電源管理與蓄電池充電器內(nèi)部的開關(guān)將整流器輸出的直流電壓 連接至無線收發(fā)機給其供電；同時電源管理與蓄電池充電器還監(jiān)測蓄電池的電量，當(dāng)蓄電 池電量不足時，電源管理與蓄電池充電器將整流器輸出直流電的一部分用于給蓄電池充 電。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機發(fā)生故障，整流器沒有輸出直流電壓時，電源管理與蓄電池充電器內(nèi)部的 開關(guān)將蓄電池與無線收發(fā)機連接在一起，通過蓄電池給無線收發(fā)機供電。本實用新型的技術(shù)方案有如下特點1、利用礦井中的風(fēng)能發(fā)電；2、在正常工作情況下可以對蓄電池持續(xù)充電，保證發(fā)生緊急情況時蓄電池處于有 電狀態(tài)；3、設(shè)備維護(hù)方便。
權(quán)利要求1.用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)，其特征在于，含有交流風(fēng)力發(fā) 電機、整流器、電源管理與蓄電池充電器、蓄電池和無線收發(fā)機，其中整流器輸入端與所述 交流風(fēng)力發(fā)電機的交流電壓輸出端相連，電源管理與蓄電池充電器，是芯片LTC4088，設(shè)有 直流電壓輸入端，與所述整流器的輸出端相連；直流電壓輸出端，與所述無線收發(fā)機的電源 電壓輸入端相連；蓄電池充電電壓輸出端/蓄電池輸出電壓輸入端，與所述蓄電池相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)，其特征 在于，所述的芯片LTC4088用LTC4067代替。
專利摘要用于礦井中的使用風(fēng)能作為能源的無線收發(fā)機系統(tǒng)，屬于礦用無線通信技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)含有交流風(fēng)力發(fā)電機、整流器、電源管理與蓄電池充電器、蓄電池和無線收發(fā)機，其中整流器輸入端與所述交流風(fēng)力發(fā)電機的交流電壓輸出端相連，電源管理與蓄電池充電器，是芯片LTC4088，設(shè)有直流電壓輸入端，與所述整流器的輸出端相連；直流電壓輸出端，與所述無線收發(fā)機的電源電壓輸入端相連；蓄電池充電電壓輸出端/蓄電池輸出電壓輸入端，與所述蓄電池相連。該系統(tǒng)主要安裝于礦井之中，風(fēng)力發(fā)電機利用礦井中通風(fēng)產(chǎn)生的氣流發(fā)電，主要應(yīng)用于礦井中的無線通信系統(tǒng)和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。
文檔編號H02J7/14GK201830249SQ20102052375
公開日2011年5月11日 申請日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月8日
發(fā)明者吉萌, 張志軍, 張燚, 李展 申請人:清華大學(xué)