[实用新型]一种基于宽频能量收集器的实时监控系统

说明书

本实用新型公开了一种基于宽频能量收集器的实时监控系统，包括无线传感节点、数据转换器、GPS卫星、地面通信基站、信号塔和接收终端，所述无线传感节点主要由无线传感模块和宽频能量收集器组成；所述宽频能量收集器为所述无线传感模块提供电能，所述无线传感模块无线通讯连接于所述数据转换器，所述数据转换器则通讯连接于所述GPS卫星；GPS卫星通过所述地面通信基站和信号塔通讯连接所述接收终端。本实用新型通过采用宽频能量收集器作为电能的收集和提供者，可以在一次安装之后长时间使用，克服了电池供电的缺点。

技术领域

本实用新型涉及监控技术领域，具体涉及一种基于宽频能量收集器的火车或货物集装箱实时监控系统。

背景技术

无线传感器由于具有布置灵活、可大大减小布线的复杂性、占用空间小的优势开始在火车或货物集装箱监控系统上得到应用。但是现有的无线传感器一般都采用电池供电，需要经常更换电池，对铁道部门、物流部门和环境都会产生很大压力。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种基于宽频能量收集器的实时监控系统，通过采用宽频能量收集器作为电能的收集和提供者，可以在一次安装之后长时间使用，克服了电池供电的缺点。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于宽频能量收集器的实时监控系统，包括无线传感节点、数据转换器、GPS卫星、地面通信基站、信号塔和接收终端，所述无线传感节点无线通讯连接于所述数据转换器，所述数据转换器则通讯连接于所述GPS卫星；GPS卫星通过所述地面通信基站和信号塔通讯连接所述接收终端所述无线传感节点主要由无线传感模块和宽频能量收集器组成；所述宽频能量收集器为所述无线传感模块提供电能；所述宽频能量收集器包括悬臂梁结构，所述悬臂梁结构主要由悬臂梁、质量块和压电层组成，所述压电层从上往下依次包括上电极、压电材料和下电极；所述压电层设于所述悬臂梁的表面，所述质量块连接于所述悬臂梁；所述宽频能量收集器至少包括两个悬臂梁结构，每个悬臂梁结构之间相耦合。

进一步地，每个悬梁结构上的悬梁臂通过横梁相耦合，所述横梁连接于次级悬臂梁的一端；所述次级悬臂梁上设有压电层，并且另一端连接有另一质量块。

作为一种实施方式，每个悬梁结构上的悬梁臂通过横梁相耦合，所述横梁的还连接于次级悬臂梁的一端；所述次级悬臂梁上设有压电层，并且另一端连接有另一质量块；每个悬臂梁结构的悬臂梁连接于同一质量块，该质量块还连接于所述横梁。

作为另一种实施方式，其中一个悬臂结构的悬臂梁为外缘呈三角形结构的框架状结构，另一悬臂结构的呈三角形结构的悬臂梁位于其框架状结构内；所述外缘呈三角形结构的框架状结构的悬臂梁的自由端连接于一质量块，而另一三角形结构的悬臂梁的固定端连接于该质量块，自由端则连接有另一质量块。

作为另一种实施方式，悬臂梁呈三角形结构，其中一个悬臂梁的自由端连接于方框形状的质量块，所述方框形状的质量块内连接于另一三角形结构的悬臂梁的固定端，该悬臂梁的自由端连接有质量块。

作为另一种实施方式，每个悬臂梁结构之间并联，每个悬臂梁结构的质量块连接于所述悬臂梁的自由端并且每个悬臂梁的自由端通过弹簧连接，所述弹簧的弹性系数比每个悬臂梁的弹性系数小，且谐振频率不同。

作为另一种实施方式，每个悬臂梁结构之间通过弹簧并联，且每个悬臂梁结构的质量块均设于悬臂梁的中部，所述弹簧的两端分别连接于所耦合的两个悬臂梁结构的悬臂梁的中部；所述压电层布满所述悬臂梁的表面；所述弹簧的弹性系数小于所述悬臂梁的弹性系数。

作为另一种实施方式，所有的悬臂梁结构组成一个阵列，每个悬臂梁结构之间通过梁连接。

本实用新型的有益效果在于：