无线无源蓄电式温度传感器的制造方法
【专利摘要】无线无源蓄电式温度传感器涉及传感器。无线无源蓄电式温度传感器，包括一温度传感器本体，温度传感器本体包括一壳体，壳体上设有一热敏元件，热敏元件连接一处理芯片，温度传感器本体还包括一电源模块，电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，发电机构连接蓄电机构，蓄电机构连接处理芯片；处理芯片连接一信号发射天线；壳体上设有一发电机构安装槽，发电机构设有一卡头，发电机构安装槽上设有一与卡头相匹配的卡槽，发电机构卡接在壳体上。发电机构发出的电能首先在蓄电机构内蓄积，以便于为处理芯片提供足够强的电流。发电机构安装槽便于发电机构与壳体的可拆卸连接，便于更换不同种的发电机构。
【专利说明】无线无源蓄电式温度传感器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电子领域，具体涉及传感器。
【背景技术】
[0002]现有的传感器大多采用外加电源从而提供所需的能量，这种传感器供电模式，往往将会限制传感器的使用环境，必须在设有电源的环境下，才可以使用，从而导致这种传感器无法在没有电源的室外环境下使用。
[0003]现市面上已存有无线无源的传感器，但是此类传感器，往往采用固定单一的发电机构，发电机构不可拆卸与更换，如若传感器的发电机构一经故障，传感器就无法正常使用。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的在于提供一种无线无源蓄电式温度传感器，以解决上述技术问题。
[0005]无线无源蓄电式温度传感器，包括一温度传感器本体，所述温度传感器本体包括一壳体，所述壳体上设有一热敏元件，所述热敏元件连接一处理芯片，其特征在于，所述温度传感器本体还包括一电源模块，所述电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，所述发电机构连接所述蓄电机构，所述蓄电机构连接所述处理芯片；
[0006]所述处理芯片连接一信号发射天线；
[0007]所述壳体上设有一发电机构安装槽，所述发电机构设有一卡头，所述发电机构安装槽上设有一与所述卡头相匹配的卡槽，所述发电机构卡接在所述壳体上。
[0008]所述发电机构发出的电能首先在蓄电机构内蓄积，以便于为所述处理芯片提供足够强的电流。以便通过信号发射天线产生足够强的无线电信号，进而有效提高作用距离。所述处理芯片可以在接收到外界触发信号后通过所述信号发射天线发出无线信号。所述发电机构安装槽便于发电机构与壳体的可拆卸连接，便于更换不同种的发电机构。
[0009]所述发电机构包括一与所述发电机构安装槽相匹配的外壳；
[0010]所述外壳上设有一发电机构电能输出端，所述发电机构安装槽上设有电能输入端，所述发电机构电能输出端与所述电能输入端接触连接，所述电能输入端连接所述蓄电机构。
[0011]所述发电机构电能输出端位于所述外壳的下端部中央，所述电能输入端位于所述发电机构安装槽的底端中央。
[0012]所述发电机构是一压力发电机构，所述压力发电机构包括一压电陶瓷，所述压电陶瓷设有一受力面，所述受力面作为一置物台，所述置物台上放置有一施力物，所述施力物的下端面与所述受力面的结构相一致。
[0013]所述热敏元件位于所述壳体的前端部，所述压力发电机构位于所述壳体的上端部。本实用新型通过将热敏元件不设置在压力发电机构的受力方向上，以防热敏元件应受力而被损坏。
[0014]所述发电机构是一磁电转换装置，所述磁电转换装置包括弹簧、磁铁、电感线圈，所述弹簧位于所述外壳的上表面和下表面之间，所述电感线圈一端固定连接所述外壳的上表面，另一端套在所述磁铁上，所述磁铁固定在所述外壳的下表面上；
[0015]所述外壳上端部设有一按键，所述按键连接所述弹簧，所述按键与所述外壳弹性扣接。
[0016]所述按键与所述外壳的弹性扣接时，带动所述弹簧弹性震动。所述弹簧作为所述磁电转换装置的能量采集端感应机械振动，所述弹簧的振动引起所述磁铁输出变化的磁场，所述电感线圈切割磁感线，所述电感线圈中会产生感生电动势和电流，从而使磁电转换装置内部磁场发生变化转换成的电力，所述磁电转换产生的电能存储于所述蓄电机构。
[0017]所述外壳是一柔性材质制成的外壳，所述外壳的伸缩方向与所述弹簧的弹性方向相一致。当人体按压外壳后，外壳伸缩，所述磁电转换装置进行自行发电，通过蓄电机构进行储能。
[0018]所述电感线圈与所述蓄电机构电连接。
[0019]所述发电机构是一太阳能发电机构，所述太阳能发电机构包括一太阳能电池板，所述太阳能电池板的感光面朝上。
[0020]所述发电机构采用一天线式发电机构，所述天线式发电机构包括一蓄能用天线，可以采用信号发射天线作为蓄能用天线。所述发电机构通过所述蓄能用天线为蓄电机构充电。
[0021 ] 所述发电机构采用一电感式发电机构,所述电感式发电机构包括一电感线圈,通过一单向导通器件连接所述蓄电机构，所述蓄电机构采用电容。所述电感线圈通过单向导通器件为蓄电机构充电。
[0022]所述发电机构通过摄取外界电信号来获取能量。天线式发电机构、电感式发电机构所摄取的外界电信号主要是无线电波信号，如电视、无线电广播、手机等波段的无线电波信号。
[0023]所述蓄电机构采用电容。所述发电机构为电容充电。
[0024]所述电容与所述处理芯片间设有一电源管理模块，在所述电容电压高于一临界值时，所述电源管理模块控制所述电容向所述处理芯片供电。
[0025]在所述电源管理模块向所述处理芯片供电的情况下，所述处理芯片可以主动通过所述信号发射天线发出无线信号。也可以在接收到外界触发信号后通过所述信号发射天线发出无线信号，如在接收到传感器系统所发射的信号后，控制电容向处理芯片供电，以便反馈无线电信号。
[0026]以便于在所述发电机构本身产生的电流较小的情况下，所述电源模块仍然能够为所述处理芯片提供较强电流。
[0027]所述电容采用电解电容。以保证具有较大的电容量，能够提供较强的电流。
[0028]所述电容采用非电解电容。以保证电容具有足够长的寿命。
[0029]所述电源管理模块包括晶闸管、二极管，所述晶闸管的阳极和阴极分别与蓄电机构和处理芯片连接，组成晶闸管的主回路，晶闸管的门极和阴极与二极管连接，组成晶闸管的控制电路。
[0030]所述壳体是一封装外壳，所述处理芯片埋设在所述封装外壳内；所述电容设有至少两个片状极板，所述两个片状极板分别埋设在所述封装外壳内。因为片状极板埋设在封装外壳内，封装外壳面积相对较大，因此允许两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。
[0031]所述无线无源蓄电式温度传感器设有一固定装置，所述固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。
[0032]无线无源蓄电式温度传感器可以通过蓝牙、红外、Zigbee等方式对外传输数据或接收外部设备发来的数据，还可以借助WLAN(无线局域网)、3G网络进行数据的交互，还可以采用射频技术进行数据的交互。
[0033]所述处理芯片采用DS1820。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]图1无线无源蓄电式温度传感器一种电路结构框图；
[0035]图2无线无源蓄电式温度传感器另一种电路结构框图；
[0036]图3是图2中电源管理模块的电路结构示意图；
[0037]图4是本实用新型的部分结构示意图；
[0038]图5是本实用新型卡扣与卡槽卡接的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0039]为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
[0040]参照图1、图4、图5，无线无源蓄电式温度传感器，包括一温度传感器本体，温度传感器本体包括一壳体，壳体上设有一热敏元件4，热敏元件4连接一处理芯片I，温度传感器本体还包括一电源模块3,电源模块3包括一发电机构31和一蓄电机构32,发电机构31连接蓄电机构32，蓄电机构32连接处理芯片I ;处理芯片I连接(或直接设有)一信号发射天线2 ;壳体上设有一发电机构安装槽，发电机构31设有一卡头11，发电机构安装槽上设有一与卡头相匹配的卡槽，发电机构31卡接在壳体上。发电机构31发出的电能首先在蓄电机构内蓄积，以便于为处理芯片提供足够强的电流。以便通过信号发射天线产生足够强的无线电信号，进而有效提高作用距离。处理芯片可以在接收到外界触发信号后通过信号发射天线发出无线信号。发电机构安装槽便于发电机构与壳体的可拆卸连接，便于更换不同种的发电机构。
[0041]发电机构31与壳体卡接。卡头可以采用以弹性卡扣。便于发电机构的可拆卸连接。卡头设有一可伸缩的球形伸缩件。球形伸缩件为与卡头的侧壁上。发电机构通过球形伸缩件便于发电机构的更换。卡头的下端设有一磁性体，卡槽的内侧壁设有与卡头磁性体一致的磁性体。如此设计，卡头采用圆柱型、正方体型、长方体性即可实现卡头与卡槽的连接，便于连接稳固性。也可以是，卡头上设有弹片，卡槽上设有与弹片相匹配的卡齿。
[0042]发电机构31包括一与发电机构安装槽相匹配的外壳；外壳上设有一发电机构电能输出端，发电机构安装槽上设有电能输入端，发电机构电能输出端与电能输入端接触连接，电能输入端连接蓄电机构。发电机构电能输出端位于外壳的下端部中央，电能输入端位于发电机构安装槽的底端中央。
[0043]具体实施中:
[0044]发电机构31是一压力发电机构,压力发电机构包括一压电陶瓷，压电陶瓷设有一受力面，受力面作为一置物台，置物台上放置有一施力物，施力物的下端面与受力面的结构相一致。热敏元件位于壳体的前端部,压力发电机构位于壳体的上端部。本实用新型通过将热敏元件不设置在压力发电机构的受力方向上，以防热敏元件应受力而被损坏。发电机构的外壳上设有一压电陶瓷的放置槽，放置槽的深度不大于压电陶瓷的厚度。便于放置施力物。施力物可以是金属制品，金属制品优选为铅制品。密度大，重量大。
[0045]发电机构31是一磁电转换装置，磁电转换装置包括弹簧、磁铁、电感线圈，弹簧位于外壳的上表面和下表面之间，电感线圈一端固定连接外壳的上表面，另一端套在磁铁上，磁铁固定在外壳的下表面上；外壳上端部设有一按键，按键连接弹簧，按键与外壳弹性扣接。按键与外壳的弹性扣接时，带动弹簧弹性震动。弹簧作为磁电转换装置的能量采集端感应机械振动，弹簧的振动引起磁铁输出变化的磁场，电感线圈切割磁感线，电感线圈中会产生感生电动势和电流，从而使磁电转换装置内部磁场发生变化转换成的电力，磁电转换产生的电能存储于蓄电机构。按键下端部设有弹片，外壳内壁设有与弹片相匹配的卡齿。外壳是一柔性材质制成的外壳，外壳的伸缩方向与弹簧的弹性方向相一致。当人体按压外壳后，外壳伸缩，磁电转换装置进行自习发电，通过蓄电机构进行储能。电感线圈与蓄电机构电连接。
[0046]发电机构31采用一天线式发电机构，天线式发电机构包括一蓄能用天线，可以采用信号发射天线作为蓄能用天线。发电机构通过蓄能用天线为蓄电机构充电。
[0047]发电机构31还可以采用一电感式发电机构，电感式发电机构包括一电感线圈,通过一单向导通器件连接蓄电机构32。电感线圈通过单向导通器件为蓄电机构32充电。单向导通器件可以是二极管。
[0048]发电机构通过摄取外界电信号来获取能量。天线式发电机构、电感式发电机构所摄取的外界电信号主要是无线电波信号，如电视、无线电广播、手机等波段的无线电信号，如频率为6-18兆频、49-16米波段内的民用广播电台密集的无线电波信号，频率为800兆频或1900兆频的手机通信用无线电波信号。
[0049]发电机构31还可以米用一光能发电机构,光能发电机构包括一光电转换器件,光电转换器件连接蓄电机构32。光电转换器件将光能转化为电能，为蓄电机构32充电。光电转换器件可以采用非结晶硅太阳能电池板，以便于更好的适应环境。天线式发电机构、光能发电机构、电感式发电机构或者其他的发电机构，可以单独使用，也可以混用。
[0050]参照图2，蓄电机构32与处理芯片I间设有一电源管理模块4，在蓄电机构32电压高于一临界值时，电源管理模块4控制蓄电机构32向处理芯片I供电。蓄电机构32可以采用电解电容，以保证具有较大的电容量，能够提供较强的电流。蓄电机构32还可以采用非电解电容。以保证蓄电机构32具有足够长的寿命。
[0051]蓄电机构32采用的非电解电容可以是如下所述的结构，非电解电容设有至少两个片状极板，两个片状极板分别埋设在封装外壳内。因为片状极板埋设在封装外壳内，封装外壳面积相对较大，因此允许两个片状极板具有较大的面积，进而允许电容具有较大的电容量。
[0052]具体实施中，在电容进行供电的情况下，处理芯片I可以有不同的工作模式设置:
[0053]如，在电源管理模块4 (电容)向处理芯片I供电的情况下，处理芯片I主动通过信号发射天线2发出无线信号:如，处理芯片I在接收到外部设备所发射的信号后，通过信号发射天线2发出无线信号，以便反馈无线电信号。以便于在发电机构31本身产生的电流较小的情况下，电源模块3仍然能够为处理芯片I提供较强电流。
[0054]为了方便固定，无线无源蓄电式温度传感器可以设有一固定装置，固定装置可以是黏胶、磁铁、锁扣等，具体形式可根据实际工作环境进行选取。
[0055]电源管理模块的结构
[0056]参见图3，电源管理模块包括晶闸管、二极管，晶闸管的阳极和阴极分别与蓄电机构32和处理芯片I连接，组成晶闸管的主回路，晶闸管的门极和阴极与二极管连接，组成晶闸管的控制电路。二极管的管压降和个数决定了主回路的开启电压，当蓄电机构32的电压大于开启电压时，主回路才会被开启，蓄电机构32向外供电。由晶闸管、二极管构成的电源管理单元模块可以根据耗能元件的个数设置多个，各电源管理单元模块可以根据需要设置不同的开启电压，以优化耗能元件的开启顺序。多个电源管理单元模块构成整个电源管理模块。
[0057]无线无源蓄电式温度传感器的无线通信方式
[0058]无线无源蓄电式温度传感器可以通过蓝牙、红外、Zigbee等方式对外传输数据或接收外部设备发来的数据，还可以借助WLAN(无线局域网)、3G网络进行数据的交互，还可以采用射频技术进行数据的交互。
[0059]具体实施中:
[0060]无线无源蓄电式温度传感器可以设有一蓝牙、红外或Zigbee处理模块，处理芯片I通过蓝牙、红外或zigbee处理模块连接信号发射天线2,或是直接将蓝牙、红外或zigbee处理模块设置在处理芯片I上。
[0061]无线无源蓄电式温度传感器还可以设有一射频信号收发模块，处理芯片I通过射频信号收发模块连接信号发射天线2，或是直接将射频信号收发模块设置在处理芯片I上。采用射频技术进行数据交互时，信号发射天线2可以有多个，各信号发射天线2之间设有隔离层，射频信号收发模块能产生多个射频信号，各射频信号通过不同的信号发射天线发射，这样一方面可以对射频信号进行选取，另一方面可以通过不同的射频信号将多个热敏元件的检测到的信息进行区分。
[0062]无线无源蓄电式温度传感器还可以设有一通信终端，无线无源蓄电式温度传感器通过通信终端接入WLAN(无线局域网)或3G网络。与无线无源蓄电式温度传感器通信的外部设备可以是计算机、手机等，这样多个传感器就可以借助WLAN(无线局域网)或3G网络组建小型的物联网。
[0063]不管是采用哪种通信方式，为了保障通信安全，无线无源蓄电式温度传感器与外部通信设备之间设有密钥。例如，在通过蓝牙通信时，数据交互之前要求密码匹配，在借助WLAN (无线局域网)通信时，要求无线无源蓄电式温度传感器和外部在同一 WLAN (无线局域网)中，且允许相互访问。
[0064]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.无线无源蓄电式温度传感器，包括一温度传感器本体，所述温度传感器本体包括一壳体，所述壳体上设有一热敏元件，所述热敏元件连接一处理芯片，其特征在于，所述温度传感器本体还包括一电源模块，所述电源模块包括一发电机构和一蓄电机构，所述发电机构连接所述蓄电机构，所述蓄电机构连接所述处理芯片； 所述处理芯片连接一信号发射天线； 所述壳体上设有一发电机构安装槽，所述发电机构设有一卡头，所述发电机构安装槽上设有一与所述卡头相匹配的卡槽，所述发电机构卡接在所述壳体上。
2.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构包括一与所述发电机构安装槽相匹配的外壳； 所述外壳上设有一发电机构电能输出端，所述发电机构安装槽上设有电能输入端，所述发电机构电能输出端与所述电能输入端接触连接，所述电能输入端连接所述蓄电机构。
3.根据权利要求2所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构电能输出端位于所述外壳的下端部中央，所述电能输入端位于所述发电机构安装槽的底端中央。
4.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构是一压力发电机构，所述压力发电机构包括一压电陶瓷，所述压电陶瓷设有一受力面，所述受力面作为一置物台，所述置物台上放置有一施力物，所述施力物的下端面与所述受力面的结构相一致。
5.根据权利要求4所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述热敏元件位于所述壳体的前端部，所述压力发电机构位于所述壳体的上端部。
6.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构是一太阳能发电机构，所述太阳能发电机构包括一太阳能电池板，所述太阳能电池板的感光面朝上。
7.根据权利要求2所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构是一磁电转换装置，所述磁电转换装置包括弹簧、磁铁、电感线圈，所述弹簧位于所述外壳的上表面和下表面之间，所述电感线圈一端固定连接所述外壳的上表面，另一端套在所述磁铁上，所述磁铁固定在所述外壳的下表面上； 所述外壳上端部设有一按键，所述按键连接所述弹簧，所述按键与所述外壳弹性扣接。
8.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构采用一天线式发电机构，所述天线式发电机构包括一蓄能用天线，所述蓄能用天线采用信号发射天线。
9.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述发电机构采用一电感式发电机构，所述电感式发电机构包括一电感线圈，通过一单向导通器件连接所述蓄电机构，所述蓄电机构采用电容。
10.根据权利要求1至9中任意一项所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述蓄电机构采用非电解电容。
11.根据权利要求10所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述蓄电机构采用电容，所述壳体是一封装外壳，所述处理芯片埋设在所述封装外壳内；所述电容设有至少两个片状极板，所述两个片状极板分别埋设在所述封装外壳内。
12.根据权利要求11所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述电容与所述处理芯片间设有一电源管理模块。
13.根据权利要求12所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述电容采用电解电容。
14.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述电源管理模块包括晶闸管、二极管，所述晶闸管的阳极和阴极分别与蓄电机构和处理芯片连接，组成晶闸管的主回路，晶闸管的门极和阴极与二极管连接，组成晶闸管的控制电路。
15.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述无线无源蓄电式温度传感器设有一固定装置。
16.根据权利要求15所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述固定装置米用黏胶。
17.根据权利要求15所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述固定装置米用磁铁。
18.根据权利要求15所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述固定装置采用锁扣。
19.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，无线无源蓄电式温度传感器采用蓝牙模块。
20.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，无线无源蓄电式温度传感器采用红外模块。
21.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，无线无源蓄电式温度传感器采用zigbee处理模块。
22.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述无线无源蓄电式温度传感器还设有一通信终端。
23.根据权利要求22所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述通信终端连接WLAN。
24.根据权利要求22所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述通信终端连接3G网络。
25.根据权利要求1所述的无线无源蓄电式温度传感器，其特征在于，所述处理芯片采用 DS1820。
【文档编号】G01K1/00GK204043797SQ201420312849
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年6月12日 优先权日:2014年6月12日
【发明者】孙倩倩 申请人:上海本星电子科技有限公司