无源柔性定位器及定位服的制作方法

本实用新型涉及无源可穿戴设备的无线能量收集技术，具体是一种基于柔性电极的由无线能量收集技术与通信定位技术结合的无源柔性定位器及定位服。

背景技术：

可穿戴设备是智能化科技发展的潮流，如智能手表、智能眼镜等。目前的可穿戴设备大多采用电池供电的设计，如果电池续航能力不强，则会造成使用时间短、需要频繁充电等问题，直接影响到了用户体验，而且对于一些需要长时间使用的特殊人群来说，电池续航能力显得更为重要。比如说，为了防止老人和小孩走丢，需要给他们佩戴可穿戴的定位设备，这就要求该设备拥有超长的待机时间。也有一些利用太阳能供电的可穿戴设备，但是利用太阳能供电对于天气环境有较大的依赖性，便携性较差，而且使用太阳能时接受阳光的部分必须无遮挡，局限了可穿戴设备的设计。

为了解决电池续航能力不足的问题，需要结合柔性材料，设计一种能收集环境中无线能量来供能的无源柔性定位器。

技术实现要素：

1、本实用新型的目的。

本实用新型针对充电式可穿戴定位设备电池续航能力不足，无法长时间待机的问题，提供一个可以收集环境中电磁波能量作为能量来源，向接收器发射位置信息的无源柔性定位器及定位服。

2、本实用新型所采用的技术方案。

本实用新型提出的无源柔性定位器，包括：无线能量收集系统和定位信号发射电路两部分构成；无线能量收集系统包括能量接收天线，阻抗匹配网络，整流升压电路，能量存储模块；能量接收天线通过阻抗匹配网络调整阻抗值后连接整流升压电路，整流升压电路倍压和整流后连接能量存储模块，最后连接定位信号发射电路发射定位信息，收集能量达到阈值触发定位信号发射电路。

本实用新型使用柔性材料制成无源柔性定位器，由柔性材料(柔性金属)制作的电源天线和微型定位信号发射电路两个部分组成。电源天线利用无线能量收集技术，通过收集环境中的(通信基站或广播电视塔)电磁信号进行RF-DC能量转换，为定位电路提供能量。电源天线收集到的能量达到阈值之后，将触发微型定位电路，使其向外发射所在位置信息。位置信息发射完毕之后，定位电路进入休眠状态，等待下一次的触发。定位电路的触发周期由电源天线收集能量的速度，以及阈值能量收集值所决定。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的阻抗匹配网络为电容电感形成的π型匹配网络。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的阻抗匹配网络匹配到50欧姆。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的能量接收天线为柔性材料。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的柔性材料为柔性金属材料。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的无源柔性定位器设置于衣服内部。

本实用新型提出的无源柔性定位器的定位服，所述的阻抗匹配网络为电容电感形成的π型匹配网络,能量接收天线为柔性材料。

在普通的服装中，置入无源柔性定位器制作成定位服。穿戴者在外出时，定位器中的电源天线通过收集周围环境中的电磁波能量(通信基站或广播电视塔)并进行能量转换，给定位系统提供发射信号的能量。在收集到足够能量后，定位器中的微型定位电路会向穿戴者监护人发射穿戴者实时的位置信息。位置信息发送完毕之后，定位电路进入休眠状态，等待下一次被触发。通过改变定位器的设计，可以改变发射位置信息的周期。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的阻抗匹配网络匹配到50欧姆。

本实用新型提出具体的实施方式中，所述的柔性材料为柔性金属材料。

本实用新型提出具体的实施方式中，定位信号的接收系统可以是接收人的移动终端(手机、平板)也可以设计为RFID系统，在RFID接收范围内的向RFID读卡器发射位置信息。

3、本实用新型的有益效果。

(1)本实用新型能收集环境中无线能量来供能，并提供定位功能的的无源柔性定位器。

(2)本实用新型的无源柔性定位器采用柔性材料制作，具有微型、轻薄的特点。将定位器置于日常服装中，即可以制成可穿戴式定位服。环境中的电磁波可以穿透衣物被定位器的电源天线接收，解决了可穿戴定位设备需要反复充电的问题，定位器的放置位置没有太大的限制，可以做到隐秘、安全。

(3)本实用新型无线能量收集技术具有供电稳定、响应时间短、设备简单、环境友好等特点。通过无线能量收集技术收集到的环境中电磁波的能量十分微弱，在满足定位电路发射位置信息的能量需要的同时，对穿戴者的身体健康也不会造成影响。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图2是本实用新型专利的工作原理图。

图3是本实用新型专利的一个实施例结构示意图。

其中，能量接收天线1，阻抗匹配网络2，整流升压电路3，能量存储模块4，定位信号发射电路5，无源柔性定位器6，定位服7，信号接收器8，电磁波发射源9，电磁波信号10，位置信号11，穿戴者12。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型专利作进一步说明。

实施例1

本实用新型使用柔性材料制成无源柔性定位器，由柔性材料(柔性金属)制作的电源天线和微型定位信号发射电路两个部分组成。电源天线利用无线能量收集技术，通过收集环境中的(通信基站或广播电视塔)电磁信号进行RF-DC能量转换，为定位电路提供能量。电源天线收集到的能量达到阈值之后，将触发微型定位电路，使其向外发射所在位置信息。位置信息发射完毕之后，定位电路进入休眠状态，等待下一次的触发。定位电路的触发周期由电源天线收集能量的速度，以及阈值能量收集值所决定。

如图1和图2所示，无源柔性定位器主要有无线能量收集系统和定位信号发射电路两部分构成。无线能量收集系统由能量接收天线1、阻抗匹配网络2、整流升压电路3以及能量存储模块4这4部分组成。能量收集天线的设计首先要从信号源的接收强度、方向图、频谱特点等来考虑。其次从能量接收天线1和整流升压电路3的匹配角度考虑，为了实现高效收集，能量接收天线1和整流升压电路3往往都利用阻抗匹配网络先匹配到50欧姆再连接。射频输入端直接进入阻抗匹配网络2，经过合适的电容电感形成的π型匹配网络，进入到倍压整流升压电路3。最后直流能量输出至能量存储模块4(如电容)中，再加载到微型定位信号发射电路5上，为其发射定位信号提供能量。

实施例2

本实用新型可以将无源柔性定位器置入日常穿着的衣物中制成定位服，定位器置入位置没有特殊要求。定位器在发射定位信息时，可以向接收者的移动终端发射位置信息，也可以使用RFID系统，向RFID接收范围内的RFID读卡器发射位置信息.

在普通的服装中，置入无源柔性定位器制作成定位服。穿戴者在外出时，定位器中的电源天线通过收集周围环境中的电磁波能量(通信基站或广播电视塔)并进行能量转换，给定位系统提供发射信号的能量。在收集到足够能量后，定位器中的微型定位电路会向穿戴者监护人发射穿戴者实时的位置信息。位置信息发送完毕之后，定位电路进入休眠状态，等待下一次被触发。通过改变定位器的设计，可以改变发射位置信息的周期。

如图3所示，穿戴者12穿着置有无源柔性定位器6的定位服7，定位器6从其所处环境中收集由电磁波发射源9(通信基站或广播电视塔等)发出的电磁波信号10作为能量来源，当收集到的能量达到最大值时(或预先设定的一个阈值)，定位器6中的定位信号发射电路5 被触发，向信号接收器8发送穿戴者实时的位置信息11。信息发送完毕之后，定位信号发射电路5停止工作，进入休眠状态。电源收集系统重新开始收集电磁波能量，直到收集能量达到最大再次触发定位信号发射电路。这样，定位服7就可以以一定的时间周期向接收者发送穿戴者7的实时位置信息。无源柔性定位器6的放置可以有多种变化，可以放在携带者的其他随身物品中(鞋帽)，不会影响其功能。定位信号接收装置可以是接受者的手机等移动终端，也可以将定位发射、接收系统设计为RFID系统，利用无线收集的能量供给RFID有源标签或 RFID读卡器。作为本实用新型的改进，可以在定位器中存入携带者的个人信息以及监护人信息，建立信息数据库，方便第三方联系监护人，增加其实用性。

上述描述中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施方案仅仅是对本实用新型的优选实施例进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本实用新型的保护范围。