[实用新型]一种热能量收集的无线数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种能量搜集装置，能够搜集热能并将其转化为电能利用和存储。

背景技术

如今的无线发送节点大多数利用电池供电。某些特定的电池含有大量的重金属，如锌、铅、镉、汞、锰等。更换电池不仅会造成人力成本的上升，更会造成环境的污染。一般的无线节点具有不可循环性，不符合绿色经济的要求。 

发明内容

为了克服传统无线节点的供能问题，本实用新型提供了另一种能量解决方案，该方案不仅能够有效采集热能，并能将热能转化为电能并将其存储，方便地。

一种热能量收集的无线数据采集系统，包括温差发电器、DC-DC变换器、储能器、无线传输模块，所述的温差发电器与DC-DC变换器相连，DC-DC变换器分别与所述的储能器、无线传输模块相连。

所述的温差发电器包括温差发电片和散热器，所述的温差发电片通过导热硅胶和散热器相连。

所述的DC-DC变换器采用Linear公司的LTC3109升压芯片。

所述的无线传输模块采用低功耗的单片机如MSP430单片机。

本实用新型主要推出了一种微能量收集系统的应用，利用温差发电片将热能转化为电能，并通过变换器将之转换为可以直接利用的电压源，进而将之利用到无线发送模块中。在无线发送节点上利用这种技术可以将多余的热能收集并存储起来，实现了能源的循环环保利用。第一、本实用新型利用了温差发电片的特性产生温差电动势。第二、本实用新型解决了输入电压低至0.1V情况下的DC-DC变换器的应用问题。第三、本实用新型不仅实现了能量的转换和利用，也实现了能量的存储，研究了利用超级电容来代替电池的能量存储方案的可行性。第四、本实用新型解决了如何设计低功耗的无线传输系统，包括利用MSP430单片机的低功耗状态和硬件中断延时等等技术。

本实用新型的有益效果：

社会效应：利用了热能来给无线节点供电，这里的热能是一种绿色环保的清洁能源，储能器使用了可以循环充电的超级电容而不使用电池也意味着避免了废旧电池对于环境的污染，使用功耗极小的MSP430单片机来实现无线传输，以具体的行动响应了科学发展观中绿色经济和循环经济的要求。

经济效应：重复利用了热能，而且使用了充电次数比充电电池多很多的超级电容作为储能器，所以长期来看可能会减小节点成本。

附图说明

图1是温差发电器的结构示意图。

图2是热能量收集的无线数据采集系统的结构示意图。

图3是热能量收集的无线数据采集系统的流程示意图。

其中，温差发电片1、散热器2。

具体实施方式

如图2所示，一种热能量收集的无线数据采集系统，包括温差发电器、DC-DC变换器、储能器、无线传输模块，数据采集器。所述的温差发电器与DC-DC变换器相连，DC-DC变换器分别与所述的储能器、无线传输模块相连。一般来说，温差发电器产生的0.3V左右的电压转化为3.3V或5V，并将多余的电能存储进储能器（超级电容）中，使得整个装置能够长时间使用。温差发电器发出的低电压通过DC-DC变换器转换成可以利用的稳定电压，在装置的睡眠状态或用电不多的时候，将多余电能传输给超级电容等储能器，以便在热源消失的时候继续工作。

    如图1所示，所述的温差发电器包括温差发电片1和散热器2，所述的温差发电片1通过导热硅胶和散热器2相连，利用外部热源在温差发电片两端产生温差进而有了温差电动势。

在图3中，当有热源的时候系统正常工作并存储多余电能，当无热源的时候，系统进入睡眠模式，消耗较少电能。

本装置的DC-DC变换器采用Linear公司的LTC3109升压芯片，将低至0.1V的电压升压至大部分IC的工作电压3.3V或5V。超级电容的大容量，充电次数多等特性使其成为了理想的储能器件。MSP430是TI公司出品的超低功耗单片机，非常适合本实用新型的无线发送模块的使用。