一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能量供應(yīng)系統(tǒng)，尤其涉及一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)技術(shù)受到世界各國的廣泛關(guān)注，眾多專家學(xué)者參與研究，無線傳感器網(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線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的關(guān)鍵因素。由于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)量眾多，分布地域廣泛，且一般布置在環(huán)境惡劣，無人值守的地域，通過更換電池維持無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的正常工作是不現(xiàn)實的?，F(xiàn)在各國的研究熱點是從環(huán)境中獲得能量。目前，可以從環(huán)境中獲得的能量形式有:振動能、風(fēng)能、太陽能、溫差能以及生物能等，其中太陽能和振動能應(yīng)用較為成熟。
[0003]經(jīng)文獻資料查找，可以得到:目前的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)方式一般為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點靠自帶的電池提供工作能量，電池提供能量時間有限，一旦電池電量耗盡，就等于節(jié)點死亡；有的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自帶發(fā)電裝置，例如:專利號CN103139936A提供的技術(shù)為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點自帶太陽能轉(zhuǎn)換裝置，把太陽能轉(zhuǎn)換為電能供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點使用，但這種設(shè)計在光照強度不夠的地方就不能為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供充足的能量，還不能從根本上解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點長期工作的能量可靠供應(yīng)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，能夠為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供長期可靠的能量供應(yīng)。
[0005]技術(shù)方案:一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，包括環(huán)境振動能獲取模塊、能量無線傳輸接收模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊；所述能量無線傳輸接收模塊包括電磁波無線發(fā)射器和電磁波無線接收器，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括充電保護電路、蓄電池、傳感器；所述環(huán)境振動能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無線發(fā)射器，所述電磁波無線接收器連接所述充電保護電路的輸入端，所述充電保護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)境振動能獲取模塊的電能輸出端。
[0006]進一步的，還包括布置在所述傳感器周側(cè)的若干個所述環(huán)境振動能獲取模塊，所述若干個環(huán)境振動能獲取模塊的電能輸出端并連在所述充電保護電路的輸入端。
[0007]有益效果:本實用新型提供一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，通過能量無線傳輸接收模塊把環(huán)境振動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)化為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊所需要的電能。本實用新型提供的能量供應(yīng)系統(tǒng)能夠利用環(huán)境條件下的振動能為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供長期可靠的能量供應(yīng)。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0009]圖2是環(huán)境振動能獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。
[0011]如圖1所示，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)包括環(huán)境振動能獲取模塊1，能量無線傳輸接收模塊2，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊3。
[0012]環(huán)境振動能獲取模塊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)境振動能獲取模塊的電能輸出端。由于環(huán)境振動，磁鐵101振動撞擊壓電陶瓷102，使壓電陶瓷102產(chǎn)生電量，磁鐵101振動時在線圈103中運動，使線圈103磁通量不斷變化進而產(chǎn)生了電量。
[0013]能量無線傳輸接收模塊2采用電磁波無線傳輸電能，包括電磁波無線發(fā)射器201和電磁波無線接收器202。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊3包括整流濾波電路301，蓄電池302，傳感器303。環(huán)境振動能獲取模塊1的電能輸出端連接電磁波無線發(fā)射器201的輸入端，電磁波無線接收器202的輸出端連接充電保護電路301的輸入端，充電保護電路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)境振動能獲取模塊1將從環(huán)境中獲取的振動能轉(zhuǎn)化為電能并傳送給電磁波無線發(fā)射器201，電磁波無線發(fā)射器201將接收到的電能以電磁波的形式無線發(fā)射出去，電磁波無線接收器202接收電磁波無線發(fā)射器201發(fā)射的電磁波并將其轉(zhuǎn)化為電能，提供給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊3。電磁波無線接收器202輸出的電能經(jīng)充電保護電路給無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊3中的蓄電池充電，以此為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供長期可靠的能量供應(yīng)。
[0015]進一步的，該無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)可以包括若干個結(jié)構(gòu)相同的環(huán)境振動能獲取模塊1，所有環(huán)境振動能獲取模塊可根據(jù)傳感器實際安裝的位置均勻分布于傳感器的周側(cè)，將所有環(huán)境振動能獲取模塊的電能輸出端并連在充電保護電路的輸入端。
[0016]以上所述僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:包括環(huán)境振動能獲取模塊、能量無線傳輸接收模塊、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊；所述能量無線傳輸接收模塊包括電磁波無線發(fā)射器和電磁波無線接收器，所述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊包括充電保護電路、蓄電池、傳感器；所述環(huán)境振動能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無線發(fā)射器，所述電磁波無線接收器連接所述充電保護電路的輸入端，所述充電保護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所述的一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，其特征在于:還包括布置在所述傳感器周側(cè)的若干個所述環(huán)境振動能獲取模塊，所述若干個環(huán)境振動能獲取模塊的電能輸出端并連在所述充電保護電路的輸入端。
【專利摘要】本實用新型公開了一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能量供應(yīng)系統(tǒng)，通環(huán)境振動能獲取模塊把環(huán)境振動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)化為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點模塊所需要的電能。其中，環(huán)境振動能獲取模塊能利用振動發(fā)電同時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)境條件下為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點提供長期可靠的能量供應(yīng)。
【IPC分類】H02H7/18, H02J7/00
【公開號】CN205070489
【申請?zhí)枴緾N201520723392
【發(fā)明人】夏有財, 蘇艷, 凌益琴, 張頂
【申請人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月17日