[實用新型]一種能量自給的無線開關

有效

• 申請號: 201520091344.8
• 申請日: 2015-02-08
• 公開（公告）號: CN204408306U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 曾佳;齊玲玲;陳科明
• 申請（專利權）人: 杭州軌物科技有限公司
• 主分類號: H03K17/94
• 分類號: H03K17/94
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 王佳健

技術領域

本實用新型屬于物聯網技術領域，涉及了一種無需電池供電，可以采集環境中的微小能量的無線開關。

背景技術

隨著物聯網技術在智能家居以及智能建筑領域的不斷發展，無線射頻傳感器得到了越來越廣泛的應用。無線傳感器是無線傳感器網絡最基本的組成部分,其體積微小,自身攜帶的電池能量有限,不能滿足長期工作需要。在實際應用中,無線傳感器具有數量多、分布區域廣、部署環境復雜等特點。對于人員不能直接到達的某些區域,很難通過更換電池的方式獲取能量。

傳統的傳感器和控制需要家用電或者是電池供電。會導致使用成本增加、引發嚴重的污染，尤其是在一些展會、博物館、古街、老式宅院等應用場合，如果布線不當，甚至容易引發火災。由于微功率傳感器和控制開關的功耗很小，因而可以考慮通過壓力振動的方式來收集機械能，并將機械能轉化為電能，供微功率傳感器和控制開關使用。

發明內容

本實用新型的目的就是針對現有技術的不足，提供了一種可以利用環境中微小機械能的自供電無線開關，其結構簡單、體積小、無需布線、智能環保。

本實用新型所采用的技術方案是：

本實用新型包括發電裝置、電源管理單元、按鍵控制開關、微控單元和射頻發射單元。

所述發電裝置包括永磁體、軟磁材料、線圈、鐵芯和填充物，所述永磁體的兩個端面分別與軟磁材料相連接，輔以填充物，構成一個長方體型磁體；線圈纏繞在長方體型鐵芯上；長方體型磁體相對于長方體型鐵芯上下滑動，使上下兩片軟磁材料分別與鐵芯接觸，改變線圈的磁通量，從而將動能轉換為電能。

所述電源管理單元主要由整流電路，儲能電路和穩壓電路構成；所述的整流電路主要是由四個具有低導通電壓的二極管組成，將來自發電裝置的交流電整流成直流電；所述的電能儲存電路由若干個電解電容組成；所述的穩壓電路采用低壓差線性穩壓芯片。

所述的射頻發射電路與微控制單元SPI通信連接，按鍵控制開關按下后，發電裝置產生電能，經電源管理單元，供微控單元和射頻發射單元使用，射頻發射單元發射一個無線控制信號；接收器收到該信號后，控制家用電器的開關。

進一步說，在鐵芯或長方體型磁體底部連接有一個彈性裝置。

進一步說，所述彈性裝置為彈簧或者彈片。

進一步說，所述長方體型磁體的構成方式為永磁體的端面與軟磁材料的側面相連接，永磁體和軟磁材料四周的縫隙添加填充物，組成一個光滑的長方體。

本實用新型的有益效果：可以有效的將機械能轉電能裝置和無線通信技術有效的結合起來。在物聯網領域，特別是智能家居領域有著重要的應用，例如上述兩者的有效結合使無線無源開關得以實現，這將替代傳統的開關按鈕。無線無源開關的使用將大量減少線纜布設、金屬使用、電池更換、污染物排放所帶來的建筑開銷。?當然自供電的無線開關不局限于在智能家居領域的應用，而是可以普遍使用，可能的應用在其它領域，比如工業控制、橋梁檢測、車輛檢測等，具有非常廣闊的前景。

附圖說明

圖1為能量自給的無線開關的整體結構圖；

圖2為發電裝置第一實施圖例；

圖3為發電裝置第二實施圖例；

圖4為電源管理硬件電路；

圖5為信號控制、發射硬件電路。

具體實施方式

為了更清楚的闡述本實用新型的目的、技術方案和優點，一下結合附圖和實施例對本實用新型進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用于解釋本實用新型，而不是限定本實用新型。

圖1為本實用新型的整體結構圖，主要包括發電裝置20、電源管理單元30、按鍵控制開關10、微控單元11和射頻發射單元12。當控制開關按下后，發電裝置20產生電能后，經電源管理單元30處理，供微控單元11和射頻發射單元12使用，發射一個無線控制信號。接收器收到該信號后，控制家用電器的開關。