[实用新型]一种基于压电换能的无线网络传感器通信电源

说明书

技术领域

本实用新型专利涉及一种基于压电变换的供能装置，尤其涉及一种能供应无线网络传感器的通信电源。 

背景技术

无线传感器网络是一种由传感器节点组合而成的网络，目前在医疗保健、环境监测等多方面具有良好的应用前景。随着无线网络的不断发展，很多时候，我们需要将来自不同区域的信息汇总，从而进行对现场状况的综合判断。通常，在这些情况下，用来采集数据的传感器被放置在相距上千米的位置，并且需要在长达几个月甚至几年的时间内进行连续数据检测工作，工作人员无法经常进行维护。在无线传感器网络中，每一个节点都能够独立采集数据，并将数据进行汇总。根据应用规模的不同，节点的数目可以达到上万，监测超过几十平方公里范围内的各类信号。无线传感器网络通常被放置在室外，无法进行长距离的布线，设备的供电成为目前研究工作的一项热点。目前无线网络传感器大多采用化学电池供电，工作环境比较恶劣，而且大多数网络传感器布置数量巨大，更换电池十分困难，因而难以长时间工作，并在经济上造成较大浪费。除此以外，化学电池给环境造成了一定污染，电源供给环节成为无线网络节点进一步应用的重要瓶颈。因此其实际应用遭到了限制。而在众多环境能量转换装置中，太阳能发电、温差发电、风能发电、振动能发电等都成为其中的选择。而振动能由于在环境中较易持续获得，可以使得无线网络传感器在不更换电源的情况下进行长时间工作，大大提高了传感器的工作寿命，从而带来了极大的经济价值，因此受到了众多研究者的重视。 

与此同时，传统小型风力发电装置中，由于齿轮变速箱等的存在，使得发电装置运行过程中受到较多的摩擦阻力，因而发电装置启动时所需风速较高。而使用其他新型换能器件的风力发电装置则因此能减少运行中所受的摩擦阻力，从而能在较低风速下启动装置，并输出更多能量。 

发明内容

为了克服现有的无线网络传感器不能从环境中获取能量从而进行长时间工作的不足，本专利提供了一种新型的基于压电变换的无线网络传感器节点供能装置，该款装置不仅能将传感器部署环境附近的风能以及振动能转换为电能供 传感器使用，并且压电换能装置能在不产生电磁干扰的情况下进行工作，减少了系统故障的可能性。 

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于压电换能的无线网络传感器通信电源，包括下部转盘，下部转盘的轴心上固定主轴；风叶叶轮套接在主轴上，风叶叶轮下端面固定若干联动轴，两个压电陶瓷片固定在下部转盘上，两根打击传动轴与下部转盘活动连接，每根打击传动轴上固定两根弹簧；两个压电陶瓷片与整流储能检测模块相连，所述整流储能检测模块由整流储能模块、电量检测模块和控制显示模块依次相连组成。 

本专利的有益效果是，本实用新型的基于压电换能的无线网络传感器通信电源可以在有周边环境有振动或风存在时，将能量转化为蓄电池能量或供传感器直接使用，并且不产生电磁干扰，无发热，结构简单，成本较低。除此以外，由于使用了新型的传动装置，使得风力发电装置能减少运行过程中所受的摩擦阻力，降低了启动时所需风速，提高了能量输出。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。 

图1是本专利的机械能量采集部分风叶轮说明图。 

图2是能量采集部分的机械连动部分。 

图3是整流储能检测模块的电路图。 

图中、风叶叶轮1、联动轴2、主轴3、打击传动轴4、压电陶瓷片5、下部转盘6。 

具体实施方式

如图1和3所示，本实用新型基于压电换能的无线网络传感器通信电源包括下部转盘6，下部转盘6的轴心上固定主轴3，风叶叶轮1套接在主轴3上，风叶叶轮1下端面固定若干联动轴2，两个压电陶瓷片5固定在下部转盘6上，两根打击传动轴4与下部转盘6活动连接，每根打击传动轴4上固定两根弹簧；两个压电陶瓷片5与整流储能检测模块相连。 

如图2所示，当风叶叶轮1在风力作用下转动时，带动联动轴2一同旋转。联动轴2在转动过程中，击打打击传动轴4。打击传动轴4转动，从而多次反复拍打压电陶瓷片5，激励压电陶瓷片5产生电能。 

如图3所示，整流储能检测模块由整流储能模块、电量检测模块、控制显示模块依次相连组成。