[发明专利]一种自供电海洋物联网节点和系统

说明书

一种自供电海洋物联网节点和系统，节点包括：外壳，中空结构，包括密封连接的半球形壳体和顶盖；重心调整组件，固定在所述半球形壳体内的底部位置处，用于维持所述节点的重心位于所述半球形壳体的底部；机械振动能量收集装置，固定在所述重心调整组件上，用于将海洋波浪产生的机械振动能量转换为电能；光伏发电收集装置，包括太阳能电池板和光伏充电控制组件，所述光伏发电收集装置固定在所述顶盖的上表面，用于将太阳能转换为电能；储能组件，设置于所述重心调整组件上，用于存储所述机械振动能量收集装置和所述光伏发电收集装置转换的电能；传感器网络组件，设置于所述顶盖的上表面；其中，所述储能组件用于为所述传感器网络组件供电。

技术领域

本发明涉及海洋物联网技术领域，尤其涉及一种自供电海洋物联网节点和系统。

背景技术

随着对海洋区域的勘探需求不断增加，针对海洋感知的海上物联网计划随之快速发展，各类传感器在的供能多仅来源于太阳能或电池，但海洋气候复杂多变，对太阳能电池板输出能量有限，仅依靠获取太阳能可能无法保障持续稳定供电，从而降低化学电池寿命，缩减勘探时间。而海洋中蕴藏了大量可再生能源，利用海洋环境引发振动产生持续能量，配合网络组件中的物联网传感器低功耗的工作特点，实现可持续海洋认知，进一部开展对海洋可持续开发具有重要意义。

现有的海洋物联网节点，多采用现有光伏发电供能的海洋物联网节点能源获取手段单一，光照恶劣条件下无法持续供电，造成储能电池放电深度失控，缩短物联网节点寿命。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明实施例旨在提供一种自供电海洋物联网节点装置，用以解决现有的海洋物联网节点能源获取手段单一，光照恶劣条件下无法持续供电的问题。

一方面，本发明实施例提供了一种自供电海洋物联网节点，包括：

外壳，中空结构，包括密封连接的半球形壳体和顶盖；

重心调整组件，固定在所述半球形壳体内的底部位置处，用于维持所述节点的重心位于所述半球形壳体的底部；

机械振动能量收集装置，固定在所述重心调整组件上，用于将海洋波浪产生的机械振动能量转换为电能；

光伏发电收集装置，包括太阳能电池板和光伏充电控制组件，所述光伏发电收集装置固定在所述顶盖的上表面，用于将太阳能转换为电能；

储能组件，设置于所述重心调整组件上，用于存储所述机械振动能量收集装置和所述光伏发电收集装置转换的电能；

传感器网络组件，设置于所述顶盖的上表面；其中，所述储能组件用于为所述传感器网络组件供电。

上述技术方案的有益效果如下：

机械振动能量收集装置将海洋波浪产生的机械振动能量转换为电能，光伏发电收集装置将太阳能转换为电能，储能组件存储转换得到的电能并为传感器网络组件供电，本发明实施例提供的自供电海洋物联网节点过将机械振动能量和太阳能相结合，能够收集多源能量，当光照条件恶劣时仍能通过机械振动能量收集装置收集能量为海洋物联网节点持续供能，节点结构简单实现方便，可以大大延长海洋物联网的寿命。

基于上述技术方案的进一步改进，所述机械振动能量收集装置包括：

下摩擦组件，为碗形结构，固定在所述重心调整组件上；

摩擦组件支架，包括两根支撑轴，所述两根支撑轴的下端分别固定在所述下摩擦组件的相对的两端，所述两根支撑轴的上端通过一固定横轴固定连接；

上摩擦组件，为碗形结构，通过链条挂在所述摩擦组件支架的固定横轴上；所述上摩擦组件和所述下摩擦组件的凸面相对设置；所述上摩擦组件和所述下摩擦组件摩擦生电；所述上摩擦组件和所述下摩擦组件均包括由内而外依次设置的摩擦组件壳体、电极层和摩擦层；