一种无线传感器网络节点能量供应系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种能量供应系统，尤其涉及一种无线传感器网络节点能量供应系统。
【背景技术】
[0002]无线传感器网络技术作为物联网的基础技术受到世界各国的广泛关注，众多专家学者参与研究，无线传感器网络已在工业、医学、军事、环境、农业等领域得到了广泛应用，但其能量供给成为制约无线传感器网络发展的关键因素。由于无线传感器网络节点数量众多，分布地域广泛，且一般布置在环境恶劣，无人值守的地域，通过更换电池维持无线传感器网络节点的正常工作是不现实的。现在各国的研究热点是从环境中获得能量。目前，可以从环境中获得的能量形式有:振动能、风能、太阳能、温差能以及生物能等，其中太阳能和振动能应用较为成熟。
[0003]经文献资料查找，可以得到:目前的无线传感器网络节点能量供应方式一般为网络节点靠自带的电池提供工作能量，电池提供能量时间有限，一旦电池电量耗尽，就等于节点死亡；有的网络节点自带发电装置，例如:专利号CN103139936A提供的技术为网络节点自带太阳能转换装置，把太阳能转换为电能供网络节点使用，但这种设计在光照强度不够的地方就不能为网络节点提供充足的能量，还不能从根本上解决无线传感器网络节点长期工作的能量可靠供应问题。
【发明内容】
[0004]发明目的:针对上述现有技术，提出一种无线传感器网络节点能量供应系统，能够为无线传感器网络节点提供长期可靠的能量供应。
[0005]技术方案:一种无线传感器网络节点能量供应系统，包括环境振动能获取模块、能量无线传输接收模块、无线传感器网络节点模块；所述能量无线传输接收模块包括电磁波无线发射器和电磁波无线接收器，所述无线传感器网络节点模块包括充电保护电路、蓄电池、传感器；所述环境振动能获取模块的电能输出端连接所述电磁波无线发射器，所述电磁波无线接收器连接所述充电保护电路的输入端，所述充电保护电路的输出端连接所述蓄电池，所述蓄电池连接传感器；其中，所述环境振动能获取模块包括中空的圆柱形线圈，圆柱形线圈内部设置条形磁铁，圆柱形线圈两端分别贴合压电陶瓷，所述圆柱形线圈的输出端和压电陶瓷的电极并联后作为所述环境振动能获取模块的电能输出端。
[0006]进一步的，还包括布置在所述传感器周侧的若干个所述环境振动能获取模块，所述若干个环境振动能获取模块的电能输出端并连在所述充电保护电路的输入端。
[0007]有益效果:本实用新型提供一种无线传感器网络节点能量供应系统，通过能量无线传输接收模块把环境振动能获取模块获取的能量以电磁波的形式发送出去并接受，最后转化为无线传感器网络节点模块所需要的电能。本实用新型提供的能量供应系统能够利用环境条件下的振动能为无线传感器网络节点提供长期可靠的能量供应。
【附图说明】
[0008]图1是一种无线传感器网络节点能量供应系统的结构图；
[0009]图2是环境振动能获取模块的结构示意图。
【具体实施方式】
[0010]下面结合附图对本实用新型做更进一步的解释。
[0011]如图1所示，无线传感器网络节点能量供应系统包括环境振动能获取模块1，能量无线传输接收模块2，无线传感器网络节点模块3。
[0012]环境振动能获取模块1中包括中空的圆柱形线圈103，圆柱形线圈103内部设置条形磁铁101，圆柱形线圈103两端分别贴合压电陶瓷102，圆柱形线圈103的输出端和压电陶瓷102的电极并联后作为环境振动能获取模块的电能输出端。由于环境振动，磁铁101振动撞击压电陶瓷102，使压电陶瓷102产生电量，磁铁101振动时在线圈103中运动，使线圈103磁通量不断变化进而产生了电量。
[0013]能量无线传输接收模块2采用电磁波无线传输电能，包括电磁波无线发射器201和电磁波无线接收器202。无线传感器网络节点模块3包括整流滤波电路301，蓄电池302，传感器303。环境振动能获取模块1的电能输出端连接电磁波无线发射器201的输入端，电磁波无线接收器202的输出端连接充电保护电路301的输入端，充电保护电路301的输出端连接蓄电池302的输入端，蓄电池302为传感器303供电。
[0014]环境振动能获取模块1将从环境中获取的振动能转化为电能并传送给电磁波无线发射器201，电磁波无线发射器201将接收到的电能以电磁波的形式无线发射出去，电磁波无线接收器202接收电磁波无线发射器201发射的电磁波并将其转化为电能，提供给无线传感器网络节点模块3。电磁波无线接收器202输出的电能经充电保护电路给无线传感器网络节点模块3中的蓄电池充电，以此为无线传感器网络节点提供长期可靠的能量供应。
[0015]进一步的，该无线传感器网络节点能量供应系统可以包括若干个结构相同的环境振动能获取模块1，所有环境振动能获取模块可根据传感器实际安装的位置均匀分布于传感器的周侧，将所有环境振动能获取模块的电能输出端并连在充电保护电路的输入端。
[0016]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种无线传感器网络节点能量供应系统，其特征在于:包括环境振动能获取模块、能量无线传输接收模块、无线传感器网络节点模块；所述能量无线传输接收模块包括电磁波无线发射器和电磁波无线接收器，所述无线传感器网络节点模块包括充电保护电路、蓄电池、传感器；所述环境振动能获取模块的电能输出端连接所述电磁波无线发射器，所述电磁波无线接收器连接所述充电保护电路的输入端，所述充电保护电路的输出端连接所述蓄电池，所述蓄电池连接传感器；其中，所述环境振动能获取模块包括中空的圆柱形线圈，圆柱形线圈内部设置条形磁铁，圆柱形线圈两端分别贴合压电陶瓷，所述圆柱形线圈的输出端和压电陶瓷的电极并联后作为所述环境振动能获取模块的电能输出端。2.根据权利要求1所述的一种无线传感器网络节点能量供应系统，其特征在于:还包括布置在所述传感器周侧的若干个所述环境振动能获取模块，所述若干个环境振动能获取模块的电能输出端并连在所述充电保护电路的输入端。
【专利摘要】本实用新型公开了一种无线传感器网络节点能量供应系统，通环境振动能获取模块把环境振动能获取模块获取的能量以电磁波的形式发送出去并接受，最后转化为无线传感器网络节点模块所需要的电能。其中，环境振动能获取模块能利用振动发电同时利用了压电原理以及电磁感应原理，具有较高的效率。本实用新型提供的能量供应系统能够在多种环境条件下为无线传感器网络节点提供长期可靠的能量供应。
【IPC分类】H02H7/18, H02J7/00
【公开号】CN205070489
【申请号】CN201520723392
【发明人】夏有财, 苏艳, 凌益琴, 张顶
【申请人】南京航空航天大学
【公开日】2016年3月2日
【申请日】2015年9月17日