一種無線傳感器網絡節點能量供應系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種能量供應系統，尤其涉及一種無線傳感器網絡節點能量供應系統。
【背景技術】
[0002]無線傳感器網絡技術作為物聯網的基礎技術受到世界各國的廣泛關注，眾多專家學者參與研究，無線傳感器網絡已在工業、醫學、軍事、環境、農業等領域得到了廣泛應用，但其能量供給成為制約無線傳感器網絡發展的關鍵因素。由于無線傳感器網絡節點數量眾多，分布地域廣泛，且一般布置在環境惡劣，無人值守的地域，通過更換電池維持無線傳感器網絡節點的正常工作是不現實的。現在各國的研究熱點是從環境中獲得能量。目前，可以從環境中獲得的能量形式有:振動能、風能、太陽能、溫差能以及生物能等，其中太陽能和振動能應用較為成熟。
[0003]經文獻資料查找，可以得到:目前的無線傳感器網絡節點能量供應方式一般為網絡節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，就等于節點死亡；有的網絡節點自帶發電裝置，例如:專利號CN103139936A提供的技術為網絡節點自帶太陽能轉換裝置，把太陽能轉換為電能供網絡節點使用，但這種設計在光照強度不夠的地方就不能為網絡節點提供充足的能量，還不能從根本上解決無線傳感器網絡節點長期工作的能量可靠供應問題。
【發明內容】
[0004]發明目的:針對上述現有技術，提出一種無線傳感器網絡節點能量供應系統，能夠為無線傳感器網絡節點提供長期可靠的能量供應。
[0005]技術方案:一種無線傳感器網絡節點能量供應系統，包括環境振動能獲取模塊、能量無線傳輸接收模塊、無線傳感器網絡節點模塊；所述能量無線傳輸接收模塊包括電磁波無線發射器和電磁波無線接收器，所述無線傳感器網絡節點模塊包括充電保護電路、蓄電池、傳感器；所述環境振動能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無線發射器，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，所述環境振動能獲取模塊包括中空的圓柱形線圈，圓柱形線圈內部設置條形磁鐵，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后作為所述環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的若干個所述環境振動能獲取模塊，所述若干個環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絡節點能量供應系統，通過能量無線傳輸接收模塊把環境振動能獲取模塊獲取的能量以電磁波的形式發送出去并接受，最后轉化為無線傳感器網絡節點模塊所需要的電能。本實用新型提供的能量供應系統能夠利用環境條件下的振動能為無線傳感器網絡節點提供長期可靠的能量供應。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種無線傳感器網絡節點能量供應系統的結構圖；
[0009]圖2是環境振動能獲取模塊的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結合附圖對本實用新型做更進一步的解釋。
[0011]如圖1所示，無線傳感器網絡節點能量供應系統包括環境振動能獲取模塊1，能量無線傳輸接收模塊2，無線傳感器網絡節點模塊3。
[0012]環境振動能獲取模塊1中包括中空的圓柱形線圈103，圓柱形線圈103內部設置條形磁鐵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的電極并聯后作為環境振動能獲取模塊的電能輸出端。由于環境振動，磁鐵101振動撞擊壓電陶瓷102，使壓電陶瓷102產生電量，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，包括電磁波無線發射器201和電磁波無線接收器202。無線傳感器網絡節點模塊3包括整流濾波電路301，蓄電池302，傳感器303。環境振動能獲取模塊1的電能輸出端連接電磁波無線發射器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]環境振動能獲取模塊1將從環境中獲取的振動能轉化為電能并傳送給電磁波無線發射器201，電磁波無線發射器201將接收到的電能以電磁波的形式無線發射出去，電磁波無線接收器202接收電磁波無線發射器201發射的電磁波并將其轉化為電能，提供給無線傳感器網絡節點模塊3。電磁波無線接收器202輸出的電能經充電保護電路給無線傳感器網絡節點模塊3中的蓄電池充電，以此為無線傳感器網絡節點提供長期可靠的能量供應。
[0015]進一步的，該無線傳感器網絡節點能量供應系統可以包括若干個結構相同的環境振動能獲取模塊1，所有環境振動能獲取模塊可根據傳感器實際安裝的位置均勻分布于傳感器的周側，將所有環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選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，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視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種無線傳感器網絡節點能量供應系統，其特征在于:包括環境振動能獲取模塊、能量無線傳輸接收模塊、無線傳感器網絡節點模塊；所述能量無線傳輸接收模塊包括電磁波無線發射器和電磁波無線接收器，所述無線傳感器網絡節點模塊包括充電保護電路、蓄電池、傳感器；所述環境振動能獲取模塊的電能輸出端連接所述電磁波無線發射器，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，所述環境振動能獲取模塊包括中空的圓柱形線圈，圓柱形線圈內部設置條形磁鐵，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后作為所述環境振動能獲取模塊的電能輸出端。2.根據權利要求1所述的一種無線傳感器網絡節點能量供應系統，其特征在于:還包括布置在所述傳感器周側的若干個所述環境振動能獲取模塊，所述若干個環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絡節點能量供應系統，通環境振動能獲取模塊把環境振動能獲取模塊獲取的能量以電磁波的形式發送出去并接受，最后轉化為無線傳感器網絡節點模塊所需要的電能。其中，環境振動能獲取模塊能利用振動發電同時利用了壓電原理以及電磁感應原理，具有較高的效率。本實用新型提供的能量供應系統能夠在多種環境條件下為無線傳感器網絡節點提供長期可靠的能量供應。
【IPC分類】H02H7/18, H02J7/00
【公開號】CN205070489
【申請號】CN201520723392
【發明人】夏有財, 蘇艷, 凌益琴, 張頂
【申請人】南京航空航天大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年9月17日