[发明专利]一种自驱动无线信号收发装置

说明书

技术领域

本发明属于无线发射与接收技术领域，更具体地，涉及一种自驱动无线信号收发装置。

背景技术

能源是整个世界发展和经济增长最基本的驱动力，是人类赖以生存的基础，与我们的日常生活息息相关。随着全球变暖、环境污染等问题日益加重，以化石燃料为基础的常规能源已面临危机，寻找清洁和可再生的绿色能源成为当前社会发展和人类文明进步所面临的一项迫切挑战。电能是能源应用中最有效、最直接的一种形式，很多能源形式最终都转换为电能而被人们加以利用。电能的应用分宏观和微观两个方面，在宏观方面，社会的正常运转和人们的日常生活都有赖于常规能源或新能源所产生和输送而来的电能；在微观方面，个人电子产品、植入式生物传感器、微电子机械系统、环境监控传感器、甚至小到纳米机器人都需要独立、持久性的供能装置提供动力，如何为这些微型器件提供合适的电源是一个重要问题。

例如，对于无线信号收发装置之类的电子产品而言，其功耗一般来说是比较低的，目前这类电子设备一般通过电池供电，然而研究表明，这种电池供能方式至少存在以下的弊端：首先，现有无线信号收发装置的电源和信号源是彼此独立分开的两个系统，也即是说电池仅作为供能部件，而开关作为控制发射信号的信号源并通过触碰开关来发射信号，在此情况下，无线信号收发装置的使用寿命依赖于电池的寿命，一旦遇上电池失效的情况，则可能由于电量问题而失去信号，甚至造成系统的瘫痪；其次，由于电源和信号源分开独立设置，相应会造成无线信号收发装置内部的电路结构复杂化，而且难以使无线信号收发装置进一步微型化；最后，废弃的电池也会对环境造成严重影响，并存在电池的替换不便和成本增加等问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种自驱动无线信号发射装置及其接收装置，其目的在于通过对其供能部件进行改进并与信号源相整合，相应能够在无需电池的情况下即可实现自驱动无线信号收发功能，同时具备结构紧凑、便于操控、性能稳定和适用性强等特点。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种自驱动无线信号发射装置，该装置包括电源与信号源整合单元、以及无线信号发射端，其特征在于：

所述电源与信号源整合单元呈柔性发电元件的形式并包括第一组件和第二组件，其中第一组件由高分子聚合物绝缘层和沉积在该高分子聚合物绝缘层上表面的第一金属导电层共同组成，并在该第一金属导电层的边缘形成有第一电极；第二组件由柔性基底和沉积在该柔性基底上表面的第二金属导电层共同组成，并在该第二金属导电层的边缘形成有第二电极；第一、第二组件在其外侧边缘相联接，并且所述高分子聚合物绝缘层的下表面与所述第二金属导电层的上表面相互对置并具备一定间隙，以此方式可通过按压和松开第一、第二组件的操作来产生交流电流信号，同时将其作为控制无线信号发射的信号源；

所述无线信号发射端同所述电源与信号源单元电路连接，用于接收来自电源与信号源单元的交流电流信号，然后依照该交流电流信号来相应驱动无线信号发射管，由此实现无线信号的发射操作。

作为进一步优选地，所述高分子聚合物绝缘层的材料选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚二甲基硅氧烷、氟化乙丙烯共聚物、聚三氟氯乙烯、聚偏二氟乙烯，乙烯四氟乙烯共聚物或聚甲基丙烯酸甲酯；所述第一金属导电层的材料选自铜、铝或者氧化铟锡，所述第二金属导电层的材料选自金、银、铜或者铝。

作为进一步优选地，所述高分子聚合物绝缘层的下表面还加工形成有多个微纳米的凹凸结构，且其平均尺寸为50纳米～200纳米。

作为进一步优选地，所述电源与信号源单元由单个柔性发电元件或彼此并联的多个柔性发电元件共同构成。

作为进一步优选地，所述无线信号发射端包括彼此电路相连的稳压芯片、发射芯片和红外LED发射管，其中稳压芯片用于将来自所述电源与信号源单元的交流电流信号转换为直流电流信号，同时予以稳压处理；发射芯片用于对转换后的直流电流信号进行调制；红外LED发射管则将调制后的电信号转换为光信号，同时向外发射红外信号。

作为进一步优选地，所述自驱动无线信号发射装置整体呈柔性结构，并且可折叠加工。

按照本发明的另一方面，还提供了相应的自驱动无线信号接收装置，该装置包括电源单元以及无线信号接收端，其特征在于：