[发明专利]一种基于电容池的多能源能量采集系统

说明书

本发明提供一种基于电容池的多能源能量采集系统，包括电磁能收集电路，光能收集电路，温差能量收集电路，多元能量收集电路，该系统通过电路模块把各类能量(电磁能量、光能、温差能量)转换为电能收集起来，在需要用到的电能的时候释放出来，就可以使原本会被浪费的能量有效利用起来，也很大程度的避免了能源的浪费，具有弥补单一能量源收集能量，收集效率有限的特点，并能够保证低功耗物联网设备的稳定使用。

技术领域

本发明属于无源感知的应用领域，具体涉及一种基于电容池的多能源能量采 集系统。

背景技术

物联网为人类的生活带来便利，然而在已部署的大多数物联网中，电池依 然被用作节点能源。大量电池的使用和周期性的替换，不仅使物联网运转背负 巨大负担，还会严重污染我们赖以存活的生态环境。如果能够摆脱物联网对电 池的依赖，利用环境能量为物联网节点供电，那么物联网的应用将更加广泛。

自然界中的能量来源非常丰富。这些能源可能来自光能、运动能、机械能、 热能以及无处不在的电磁能。光能储量最大且最易收集；机械能不受时间限制； 利用温差带来的能量不受时间、地点和物体运动状态影响；随着通信网络的普 及，手持无线通信设备、通信基站、广播电台分布广泛并且近乎24小时工作， 电磁波能量收集技术在能量源上也拥有良好的空间分布性和时间稳定性。

现有的能量收集技术都存在各自的缺点，光能受到使用时间和环境条件的 限制，如在光照不足的连续阴雨天、野外夜里或地下环境中变得难以获取；机 械能静止时难以收集；利用温差可以带来的能量，但由于大多数情况下环境中 温差变化小，能量收集效率极低。

发明内容

本发明的目的提供一种基于电容池的多能源能量采集系统，该系统通过电路模块把各类能量(电磁能量、光能、温差能量)转换为电能收集起来，在需要用 到的电能的时候释放出来，就可以使原本会被浪费的能量有效利用起来，也很 大程度的避免了能源的浪费，具有弥补单一能量源收集能量，收集效率有限的 特点，并能够保证低功耗物联网设备的稳定使用。

该系统包括：电磁能收集电路，采用射频能量收集源对射频信号进行射频能量 收集，将环境周围的电磁能量转换为电能供负载工作并将多余的能量存储起来； 光能收集电路，采用太阳能电池板对光能进行能量收集，并将光能转换为电能； 温差能量收集电路，通过热电能量转换将温度梯度与热流转换成电能；

多元能量收集电路，通过电容池对光能收集电路及温差能量收集电路收集的能量进行多元能量收集；

其中，所述射频能量收集源的结构包括6个电路模块，全向接收天线电路，阻 抗匹配电路，倍压电路，整流电路，稳压电路及储能电路；所述倍压电路的构 建包括五个肖特基二极管HSM-285C，4个10pf电容和5个7pf电容。

其中，所述光能收集电路使用普通太阳能电池板连接至电路。

其中，所述温差能量收集电路采用温差发电片连接至电路。

其中，所述多元能量收集电路，包括3个超级电容，分别并联电磁能收集电路、 光能收集电路以及温差能量收集电路，由同轴电缆接收电磁能收集电路的射频 信号，将光能收集电路的太阳能电池板接收的光能及温差能量收集电路的热电 材料产生的温差能，经过阻抗匹配电路以及7级放大电路后将能量储存到所述3 个超级电容中。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：通过电路模块把各类能量(电磁 能量、光能、温差能量)转换为电能收集起来，在需要用到的电能的时候释放 出来，就可以使原本会被浪费的能量有效利用起来，也很大程度的避免了能源 的浪费，具有弥补单一能量源收集能量，收集效率有限的特点，并能够保证低 功耗物联网设备的稳定使用。

附图说明

图1阻抗匹配电路；

图2整流电路；

图3五级倍压电路；