[发明专利]用于测量环境能源的功率水平的系统

说明书

本发明涉及一种测量单元，其包括：电气环境能量回收发电机；由发电机产生的电能的电容性存储的元件；电池；第一支路，其将发电机的输出节点耦合到电容性存储元件的第一电极；第二支路，其将电池的第一端子耦合到电容性存储元件的第一电极；以及有源电路，其能够在每次跨电容性存储元件的电压超过第一阈值时发送无线电事件指示器信号，其中，在工作中，电容性存储元件同时地经由第一支路接收源自发电机的第一充电电流并且经由第二支路接收源自电池的第二充电电流。

本申请要求法国专利申请号17/54047的优先权权益，其内容通过引用的方式在法律允许的最大范围内整体并入本文。

技术领域

本公开内容涉及基于无线测量单元的管理或监测系统。其更具体的目的在于用于测量环境能源的功率水平的系统，其包括一个或多个无线测量单元。

背景技术

已经提供了包括一个或多个测量单元的系统，每个单元包括要被测量的参数的至少一个传感器，例如温度传感器、压力传感器、亮度传感器、加速度传感器、磁场传感器、等等，并且还包括能够将由其(一个或多个)参数传感器测量到的数据发送到系统的接收单元或数据收集单元的无线电通信电路。每个单元包括它自己的电源，其可以为电池，或者还可以为环境能量回收发电机。

在这种系统中提出的问题在于测量单元的自主性。实际上，在由电池供电的单元的情况下，当电池被放电时，该单元可能不再工作并且维护操作应当被提供以对电池进行再充电或更换电池。在集成了环境能量回收发电机的单元的情况下，该单元的自主性可能是无限的，但是该单元仅仅能够在发电机接收到足够的环境能量时工作。例如，在由光电发电机供电的单元的情况下，该单元仅仅能够在环境亮度足够高以对该单元的传感器和通信电路供电时工作。

为了克服这样的缺点，本申请在2016年10月7日提交的法国专利申请n°16/59698中已经提供了一种测量系统，其包括一个或多个测量单元和数据收集单元。在该系统中，每个测量单元包括能够通过无线电链接与数据收集单元进行通信的有源电路。每个测量单元还包括能够转换成存在于测量单元的环境中的电气环境能量的环境能量回收发电机。每个单元还包括电容性存储元件，例如电容器，其能够存储由发电机产生的电力。在每个测量单元中，该单元的有源电路从该单元的电容性存储元件中汲取其电力。每个测量单元被配置为在每次跨其电容性存储元件的电压超过阈值时经由其有源电路发送旨在用于数据收集单元的无线电事件指示器信号，例如预定义脉冲或帧。该系统的数据收集单元能够测量表示由每个测量单元对事件指示器信号的发送的频率的时间量，例如将源自相同测量单元的两个相继的事件指示器信号的重复的时间分开的时段，或者在预定时间间隔内从相同测量单元接收到的相继的事件指示器信号的数量。在已知该单元的特性以及具体地其环境能量回收发电机的功率效率和其有源电路的电力功耗的情况下，数据收集单元能够根据该时间量推导出与对该单元供电的环境能源的功率水平相关的信息。因此，数据收集单元能够根据表示由测量单元的事件指示器信号的发送的频率的测量结果推导出与该测量单元的环境有关的参数。

这种系统的优点是该系统的(一个或多个)测量单元的实际上不受限制的自主性。实际上，只要由(一个或多个)测量单元使用的环境能源足够强大以对该单元的电容性存储元件进行充电，以时间量的形式编码的与环境能源的功率有关的信息就被发送到数据收集单元。如果环境能源的功率变得太低以至于不能对该单元的电容器进行充电，则数据收集单元不再从该单元接收事件指示器信号，并且能够根据其推导出对该单元供电的环境能源的功率水平低于与该系统的最小灵敏度阈值相对应的阈值。

然而，将期望至少部分地改进在上述法国专利申请n°16/59698中描述的系统的某些方面。具体地，该系统的缺陷在于当数据收集单元在确定的时段期间没有从无线电单元接收到事件指示器信号时，不能够确定信号的该缺少是由环境能源的低功率水平或零功率水平导致还是由该单元的故障导致。

发明内容