[發明專利]具有振動能量回收功能的無線傳感器及其數據傳輸方法

在審

• 申請號: 202010083448.X
• 申請日: 2020-02-09
• 公開（公告）號: CN111146853A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 呂開亮;王之敏;李家興;董業鵬;白恒旺
• 申請（專利權）人: 南京凱奧思數據技術有限公司
• 主分類號: H02J7/32
• 分類號: H02J7/32;H02N2/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種具有振動能量回收功能的無線傳感器，包括機械模塊和電路控制模塊，機械模塊同電路控制模塊相連，所述的機械模塊包括壓電晶體和封裝殼體，其特征在于，所述的電路控制模塊包括能量回收單元、判斷單元、控制單元、發射單元、電池單元和采樣單元，壓電晶體和能量回收單元的輸入端連接，封裝殼體和采樣單元的輸入端連接，能量回收單元的輸出端同時連接電池單元和判斷單元的輸入端，電池單元的輸出端同時連接判斷單元、采樣單元、控制單元和發射單元，判斷單元和采樣單元的輸出端與控制單元的輸入端連接，控制單元的輸出端連接發射單元的輸入端。

2.如權利要求1所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的能量回收單元采用的是基于ESSH技術的接口電路，包括帶電感的電子開關、全波整流電路、超級電容、穩壓電路和極值檢測電路，壓電晶體分別與帶電感的電子開關和極值檢測電路的輸入端連接，極值檢測電路的輸出端連接帶電感的電子開關的控制輸入端，帶電感的電子開關的輸出端依次通過全波整流電路、超級電容連接穩壓電路的輸入端。

3.如權利要求2所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的判斷單元包括延遲比較器、恒值比較器和邏輯或門電路，延遲比較器包括延遲電路和第一比較電路，能量回收單元通過其穩壓電路分別接入延遲電路和第一比較電路的輸入端，延遲電路的輸出端連接第一比較電路的另一輸入端，恒值比較器包括電阻分壓恒壓源和第二比較電路，能量回收單元通過其穩壓電路接入第二比較電路的輸入端，電阻分壓恒壓源的輸出端連接第二比較電路的另一輸入端，第一和第二比較電路的輸出端分別連接邏輯或門電路的輸入端。

4.如權利要求3所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的控制單元由超低功耗ARM Cortex-M4核的32位浮點處理器STM32L496RGT3構成的最小系統組成。

5.如權利要求4所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的電池單元是基于LTC4071和兩個串聯的可充電鋰電池設計的可充電回路。

6.如權利要求5所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的發射單元采用的是基于安信可科技開發的ESP-07S WiFi 模塊，該模塊采用UART口進行數據傳輸，并支持標準的IEEE802.11 b/g/n 協議，有完整的TCP/IP協議棧，并可以通過GPIO口在睡眠/喚醒模式之間的快速切換。

7.如權利要求6所述的具有振動能量回收功能的無線傳感器，其特征在于，所述的采樣單元采用的是基于Kionix公司的三軸數字加速度mems傳感器設計的采集模塊，通過SPI總線進行控制和數據獲取。