[实用新型]一种利用环境射频能量的无线传感器自供电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于无线传感器自供电技术领域，具体涉及一种利用环境射频能量的无线传感器自供电装置。

背景技术

万物相连的物联网是“互联网+”最为明显的社会应用，也是目前信息技术在社会应用中的标志之一。在物联网中，最为关键的是需要大量的感知各种物理量的传感器。尽管随着现代科学技术的发展，传感器需要维持其工作的能量逐渐减小，甚至能减小到微瓦级，但是绝大多数传感器都还是需要电池来供电。电池供电都有消耗殆尽之时，面对众多的传感器如果采取更换电池的方法几乎是不可能的，设计出一种无需人工维护的无线传感器自供电装置就显得尤为重要。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供了一种利用环境射频能量的无线传感器自供电装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种利用环境射频能量的无线传感器自供电装置，其特征在于包括接收模块、处理模块和存储模块。其中接收模块有多组，并通过串联相接，每组接收模块分别包括接收天线和超高频整流二极管，接收天线用于接收环境中的电磁波能量，超高频整流二极管用于整流输出直流信号，接收天线与超高频整流二极管采用串联的方式连接。处理模块包括滤波电路和稳压电路，其中滤波电路采用一个电解电容实现对前端接收模块总输出直流信号进行整体滤波处理，稳压电路采用稳压二极管实现稳压。最后的存储模块包括由三个超级电容并联或者可充电电池构成电能存储电路。

本实用新型中的接收模块主要负责接收环境中能量相对较大的频段的电磁波能量。处理模块主要负责对接收到的能量信号进行处理，它主要由滤波电容C1、限流电阻R1以及稳压二极管D1组成，其中滤波电容C1的正极性端连接前级处理输入的正极性端，滤波电容C1的负极性端连接前级处理输入的负极性端，滤波电容C1主要负责将前级接收到的电磁波能量信号进行滤波使其变成直流信号。限流电阻R1一端连接滤波电容C1的正极性端，一端连接稳压二极管D1的负极性端，其作用主要是负责限制电流，防止电流过大烧坏稳压二极管D1。处理模块中的稳压二极管D1的正极性端要连接前端处理输入的负极性端，最后处理输出的正极性端连接稳压二极管D1的负极性端，处理输出的负极性端连接稳压二极管D1的负极性端。处理输出的正极性端连接存储输入的正极性端，处理输出的负极性端连接存储输入的负极性端，这里存储输入的正极性端与负极性端的区分是通过存储电容C2、C3、C4的接入的正负极性端而定义的。多个存储电容采用并联的方式以提高存储能力。本实用新型所述的接收模块中的接收天线采用的是普通环形天线，并采用超高频混频检波二极管进行整流，此接收模块用于接收环境中与之频段匹配的电磁波能量并进行整流输出直流，一组接收模块可以在其两端口产生一个小的压降然后多组接收模块串联起来升压并提高接收效率。接收模块输出的能量信号会与滤波电路中的滤波电容相连接，滤波电容再与后边的稳压二极管并连，稳压二极管再与后边的存储电路相连接。存储电路采用三个超级电容并联提高存储容量。本实用新型可根据前端接收模块选择并联的单元数来选择最后存储的电压幅值，前端接收模块串联的单元数越多接收的电磁波能量的效率也越高而且其最终存储的电压的幅值也越高，当然稳压二极管的选用已经相应的器件的耐压值也要跟所要存储电压值相匹配，如果要想采用本实用新型接收到2v左右的幅值，则建议采用前端接收模块串联的单元数为8，相应的稳压二极管要选用2v稳压二极管，如可以选用HZ2B1或者1N4615等。

本实用新型可以全天候源源不断地收集环境中电磁波能量供给负载使用，有效解决众多无线传感器节点供电的问题，摆脱了传统电池电量有限的制约。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中接收模块的电路框图；

图3是本实用新型中处理模块的线路图；

图4是本实用新型中存储模块的线路图。

具体实施方式

结合附图详细描述本实用新型的具体内容。如图1所示，一种利用环境射频能量的无线传感器自供电装置，其特征在于包括接收模块、处理模块和存储模块。其中接收模块有多组，并通过串联相接，每组接收模块分别包括接收天线和超高频整流二极管，接收天线用于接收环境中的电磁波能量，超高频整流二极管用于整流输出直流信号，接收天线与超高频整流二极管采用串联的方式连接。处理模块包括滤波电路和稳压电路，其中滤波电路采用一个电解电容实现对前端接收模块总输出直流信号进行整体滤波处理，稳压电路采用稳压二极管实现稳压。最后的存储模块包括由三个超级电容并联或者可充电电池构成电能存储电路。