一种无线传感器及其供电电路
成果类型:: 实用新型专利
发布时间: 2023-05-26 00:49:49
本实用新型公开了一种无线传感器及其供电电路,包括能量收集器、电源管理模块、储能模块和输出控制模块;能量收集器收集环境中的能量,并将能量转化为电能输出给电源管理模块;所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后输出给储能模块,并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块;所述输出控制模块对输入的直流电进行稳压,输出稳定的供电电压给无线传感器。使得无线传感器可摆脱对电池的依赖,提高了无线传感器的寿命。电源管理模块整流后输出的直流电低于储能模块的储能电压时,储能模块给所述电源管理模块放电;这样,能量收集器收集的能量能存储在储能模块中,使所述供电电路工作得更长久。
本实用新型的目的在于提供一种无线传感器及其供电电路,利用环境中的能量为无线传感器供电,延长无线传感器节点的使用寿命。
进入21世纪后,人类社会高速发展,同时却带来了众多的能源和环境问题。在有限的可利用能源和环境保护的双重制约面前,人类面临着实现经济和社会可持续发展的重大挑划。能源和环境问题越来越突出,主要表现在传统能源的不断减少及其对环境造成的危害日益突出。为了解决能源危机,全世界都把目光投向了新能源,人们希望新能源能够缓解目前紧张的能源供应。因此,环境中的微乳能量也称为了人们的关注焦点,人们希望将环境中的振动能、潮汐能、电磁能、太阳能加以收集,通过技术处理后能够给低功耗的器件利用。
随着科学技术的进步,无线传感器技术已经渗透到我们生活的各个方面。无线通信已经逐步发展到能为人和物之间即时通信的物联网,但与此同时物联网的总体的稳定性和可持续发展问题也越来越突出。与此同时,为了满足人们生活和生产的需要,越来越多的传感器需要被安放在人迹罕至或者环境恶劣的地区,这些地区恶劣的环境决定了人们使用的化学电池为无线传感器节点供电是有着先天的不足,因为在这些地区更换化学电池往往是一件不太可能的事情。
尽管化学能电池因其方便的特点而被广泛应用,但是其有着自身的局限性。化学能电池供电这种方式一直工作可靠,但传感器网络的可用寿命取决于电池的可用寿命。这些电池一般能持续工作3~5年时间,在每个传感器节点中,都属于昂贵的组件。在有一些应用中难以更换电池,而且更换电池费用高昂。因此,人们希望能实现传感器的自供电,将自供电系统用在传感器网络系统中,可取代电池或延长电池的使用寿命。
虽然现在已经出现了一些微弱能量的收集电路,但是他们都只能收集环境中单一种类的微弱能量,而且其电路自身的能量消耗较高,导致了能量收集的效率低。
第一发明人简介:编辑分类曹广忠博士,教授,祖籍陕西。现任深圳大学机电与控制工程学院副院长,深圳大学自动化研究所所长,控制理论与控制工程硕士学位点负责人、导师,深圳大学-美国TI公司高级嵌入式控制联合实验室主任。1989、1992、1996年分别获得西安交通大学电气工程、机械电子工程专业工学学士、硕士、博士学位, 1998至1999年韩国科技大学(KAIST)控制工程专业博士后,2001年12月至2002年2月、2002年12月至2003年2月在英国UCLAN高访。曾获陕西省优秀博士毕业生称号,1996年至1998年任西安交通大学讲师、副教授,2000年起任教深圳大学,2002年被遴选为广东省 "千百十"人才工程培养对象,2004年晋升教授,曾任自动化科学系系主任,2009年被认定为深圳市高层次专业人才地方级领军人才。
相较于现有技术,本实用新型提供的一种无线传感器及其供电电路,包括能量收集器、电源管理模块、储能模块和输出控制模块;能量收集器收集环境中的能量,并将能量转化为电能输出给电源管理模块;所述电源管理模块对能量收集器输出的电能进行整流后输出给储能模块,并将整流后的直流电进行滤波、限压处理后输出给输出控制模块;所述输出控制模块对输入的直流电进行稳压,输出稳定的供电电压给无线传感器。使得无线传感器可摆脱对电池的依赖,提高了无线传感器的寿命。电源管理模块整流后输出的直流电低于储能模块的储能电压时,储能模块给所述电源管理模块放电;这样,能量收集器收集的能量多时,存储在储能模块中,在能量收集器手机的能量较少时,储能模块释放能量给电源管理模块,使所述供电电路工作得更长久。
这个成果一次性转让出去,转出的费用是3万元。