[实用新型]一种能量自给的无线开关

说明书

技术领域

本实用新型属于物联网技术领域，涉及了一种无需电池供电，可以采集环境中的微小能量的无线开关。

背景技术

随着物联网技术在智能家居以及智能建筑领域的不断发展，无线射频传感器得到了越来越广泛的应用。无线传感器是无线传感器网络最基本的组成部分,其体积微小,自身携带的电池能量有限,不能满足长期工作需要。在实际应用中,无线传感器具有数量多、分布区域广、部署环境复杂等特点。对于人员不能直接到达的某些区域,很难通过更换电池的方式获取能量。

传统的传感器和控制需要家用电或者是电池供电。会导致使用成本增加、引发严重的污染，尤其是在一些展会、博物馆、古街、老式宅院等应用场合，如果布线不当，甚至容易引发火灾。由于微功率传感器和控制开关的功耗很小，因而可以考虑通过压力振动的方式来收集机械能，并将机械能转化为电能，供微功率传感器和控制开关使用。

发明内容

本实用新型的目的就是针对现有技术的不足，提供了一种可以利用环境中微小机械能的自供电无线开关，其结构简单、体积小、无需布线、智能环保。

本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型包括发电装置、电源管理单元、按键控制开关、微控单元和射频发射单元。

所述发电装置包括永磁体、软磁材料、线圈、铁芯和填充物，所述永磁体的两个端面分别与软磁材料相连接，辅以填充物，构成一个长方体型磁体；线圈缠绕在长方体型铁芯上；长方体型磁体相对于长方体型铁芯上下滑动，使上下两片软磁材料分别与铁芯接触，改变线圈的磁通量，从而将动能转换为电能。

所述电源管理单元主要由整流电路，储能电路和稳压电路构成；所述的整流电路主要是由四个具有低导通电压的二极管组成，将来自发电装置的交流电整流成直流电；所述的电能储存电路由若干个电解电容组成；所述的稳压电路采用低压差线性稳压芯片。

所述的射频发射电路与微控制单元SPI通信连接，按键控制开关按下后，发电装置产生电能，经电源管理单元，供微控单元和射频发射单元使用，射频发射单元发射一个无线控制信号；接收器收到该信号后，控制家用电器的开关。

进一步说，在铁芯或长方体型磁体底部连接有一个弹性装置。

进一步说，所述弹性装置为弹簧或者弹片。

进一步说，所述长方体型磁体的构成方式为永磁体的端面与软磁材料的侧面相连接，永磁体和软磁材料四周的缝隙添加填充物，组成一个光滑的长方体。

本实用新型的有益效果：可以有效的将机械能转电能装置和无线通信技术有效的结合起来。在物联网领域，特别是智能家居领域有着重要的应用，例如上述两者的有效结合使无线无源开关得以实现，这将替代传统的开关按钮。无线无源开关的使用将大量减少线缆布设、金属使用、电池更换、污染物排放所带来的建筑开销。 当然自供电的无线开关不局限于在智能家居领域的应用，而是可以普遍使用，可能的应用在其它领域，比如工业控制、桥梁检测、车辆检测等，具有非常广阔的前景。

附图说明

图1为能量自给的无线开关的整体结构图；

图2为发电装置第一实施图例；

图3为发电装置第二实施图例；

图4为电源管理硬件电路；

图5为信号控制、发射硬件电路。

具体实施方式

为了更清楚的阐述本实用新型的目的、技术方案和优点，一下结合附图和实施例对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而不是限定本实用新型。

图1为本实用新型的整体结构图，主要包括发电装置20、电源管理单元30、按键控制开关10、微控单元11和射频发射单元12。当控制开关按下后，发电装置20产生电能后，经电源管理单元30处理，供微控单元11和射频发射单元12使用，发射一个无线控制信号。接收器收到该信号后，控制家用电器的开关。