[发明专利]一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法

说明书

本发明公开了一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，节点包括磁共振式无线充电装置和无线传感器网络构架，所述磁共振式无线充电装置分为能量发射模块和能量接收模块，所述能量发射模块包括24V直流电源模块、稳压模块、MOS管驱动模块和E类逆变电路；所述能量接收模块，由接收线圈经磁共振获取能量后经E类整流电路得到直流电输出，给采集节点充电，该能量接收模块包括E类整流电路，所述E类逆变电路和E类整流电路之间通过发射线圈和接收线圈电连接，所述发射线圈和接收线圈以磁共振的方式传输电能。本发明将电路控制和传感器信息的采集、传输和显示于一体，避免了过于复杂的电路，搭建出简洁有效的装置。

技术领域

本发明涉及无线传感器网络的技术领域，尤其是涉及一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法。

背景技术

无线能量传输技术最早可以追朔于20世纪初，被誉为“无线能量传输之父”的工程师尼古拉·特斯拉所构思和试验远距离大范围电场下实现能量转移，但由于能量转移效率欠佳和实验设备的限制并没有实验出来，而他的设想为后人钻研无线能量传输技术提供了巨大的构想空间。在现有的国内外文献中，无线能量传输的方式可以按不同的工作机理分为电磁感应式、电场耦合式、微波辐射式。而这些方式往往伴随着能量的变换，通常表现为以电磁波的方式产生一个交变的电磁场，再从这个交变的电磁场中获取能量。能量传输根据交变电磁场距离场源的远近，可划分出利用近场传输和利用远场传输，其中电磁感应式以及磁共振式是利用近场传输，微波辐射则利用远场传输。

电磁感应式无线能量传输技术目前已经是一项在全球范围内较为成熟的技术，该技术主要是通过发射线圈中有电流通过，而接收线圈通过电磁感应形式获取能量。电磁感应无线充电技术可将线圈做得很小，近距离转换效率高，特别适合便携式产品开发，但传输距离短、不能实现一对多充电、充电线圈要精确对齐、发热严重等缺点。

电场耦合式无线能量传输技术由两极金属平板电容组成，分为发射极板和接收极板，通过交互电场的耦合作用传输能量。该技术由于使用的是电容极板，两极板传输过程中无须准确平行，位置较为自由，电容极板较薄，其温升较小，克服了电磁感应式无线能量传输的一些缺陷，但由于在接收极板上产生位移电流，影响人体健康。

微波辐射式无线能量传输技术本质是利用发射装置发射出特定方向和强度的电磁波，接收装置运用整流天线技术获取能量。但是就目前来说效率还是太低，而且结合的学科较多，融合的技术较为复杂，微波辐射式无线能量传输技术目前还处于发展阶段。

所以，如何设计出来一种传输技术利用的近电场对人体没有危害，不像微波辐射式这种强电磁波可能对人体造成危害，更不像电场耦合式出现电流容易对人造成触电危害，是本领域技术人员研究的方向。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种磁共振式无线充电传感器网络节点设计方法，利用E类逆变电路和E类等效电路搭建出能量发射模块和能量接收模块，接着利用核心芯片CC2530完成对逆变电路的控制和无线传感器网络节点的功能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：