[实用新型]基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统无效

专利信息
申请号: 201020632883.5 申请日: 2010-11-30
公开(公告)号: CN201868918U 公开(公告)日: 2011-06-15
发明(设计)人: 林伟;李哲;卿辉;陈文;周静;孙华君;杨洁;曾珏;杨莉;李彬 申请(专利权)人: 武汉理工大学
主分类号: H02J7/00 分类号: H02J7/00;H02J7/32;H02J7/34;H02N2/18
代理公司: 湖北武汉永嘉专利代理有限公司 42102 代理人: 王超
地址: 430070 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 基于 压电 发电 无线 传感器 网络 节点 电源 管理 系统
【说明书】:

技术领域

本实用新型涉及电源,具体涉及基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统。

背景技术

电源在整个无线传感器网络系统设计中具有极其重要的意义。目前最常见的,也是最容易实现的无线传感器网络节点供电方式主要还是电池供电。由于普通电池的寿命有限,为了保证无线传感网络节点正常工作,需要定期大量的更换电池。这样不仅工作量大,成本高,浪费也严重;另外在很多应用场合,无线传感器网络节点大多为随机安放,且由于环境恶劣或节点移动等原因,更换电池极不方便。

丰富的太阳能是取之不尽、无污染、廉价、人类能够充分利用的能源,但目前存在所需光照要求复杂、占地面积大、光电转化率低和光伏发电成本高等问题。至于风能发电,其优势突出,风能资源量大质优,但稳定性低,连续性和可靠性差,且时空分布不均。由于这些限制,国内外学者正在寻找长寿命的电源供电方法,其中一种就是从周围环境中的持续振动获取电能。

随着电子技术的发展,新的环境振动能源——压电自发电能源应运而生。由于压电自发电能源装置相对于其他微型发电装置,具有结构简单、不发热、无电磁干扰等优点,因此压电自发电装置广泛应用于不同领域,从而使其成为自供能系统研究领域中的焦点,在实际应用中有广阔的发展前途,同时也为无线传感器网络节点能源开辟了新途径。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统,该系统能给无线传感器网络稳定、持续地供电,管理方便,提高了系统可靠性。

本实用新型解决其技术问题采用以下的技术方案:基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统,包括依次相连的第一控制开关、主能量储存装置、第二控制开关,以及依次相连的第三控制开关、辅助能量储存装置、第四控制开关,以及电源监测与管理装置和无线传感器网络节点;能量发生与采集装置分别通过第一控制开关和第三控制开关与主能量储存装置和辅助能量储存装置相连,第二控制开关和第四控制开关的输出端均与无线传感器网络节点相连,电源监测与管理装置与主能量储存装置、辅助能量储存装置、第一控制开关、第二控制开关、第三控制开关和第四控制开关均相连。

本实用新型将能量采集技术、能量储存技术以及电源管理技术有机结合,并设计成能量转换、储存装置和能量管理的技术方案,因此,与现有技术相比主要有以下的优点:

其一.建立了可持续利用的清洁能源:由于采用了压电振动发电的技术方案,所以为持续利用清洁能源开辟了一条行之有效的通道。

其二.解决了能量不足的问题:由于建立了可持续利用的清洁能源,使无线传感器网络节点需要稳定持续供电的要求得到满足,从而可以确保整个无线传感器网络系统正常运行。

其三.管理方便:由于建立了可持续利用的清洁能源,使无线传感器网络节点能源供电管理问题变得简单,容易操作。

其四.提高了无线传感器网络节点工作的可靠性。

本实用新型主要针对基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统进行设计,解决了能源管理问题,提供了可持续的清洁能源,提高了无线传感器网络节点工作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型总体结构的原理图。

图2是能量产生与采集原理图。

图3是能量产生与采集电路原理图。

图4是用辅助能量储存装置的电路原理图。

图5是电源监测及管理装置中的监测芯片和四个控制开关的电路原理图。

图6是电源监测与管理装置中的单片机原理图。

图7是能量产生与采集装置、第一控制开关、主能量储存装置、第三控制开关、辅助能量储存装置相互连的电路原理图。

具体实施方式

目前,无线传感器网络节点供电电池的使用寿命较短而且更换困难,为了改进无线传感器网络节点的供电方式,解决供电中的电源动态管理问题,提供一种基于压电自发电的无线传感器网络节点电源管理系统。

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