一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣密性檢測控制系統(tǒng)，尤其涉及一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)，屬于氣密性檢測控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在全球面臨能源緊缺、氣候變暖等嚴(yán)重問題的情況下，人類為了生存和發(fā)展轉(zhuǎn)而去尋找和利用清潔能源技術(shù)。清潔能源包括太陽能、風(fēng)能、熱能、振動(dòng)能、海洋能，以及其他能量如人體動(dòng)能、生化能等能量。隨著科技的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已經(jīng)滲透到人類生產(chǎn)和生活的方方面面。無線通信網(wǎng)已經(jīng)逐步發(fā)展到能為任何人和物件之間隨時(shí)、隨地通信的物聯(lián)網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模極速擴(kuò)大，但與此同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)的總體的穩(wěn)定性和可持續(xù)發(fā)展問題也越來越突出。與此同時(shí)，為了滿足人類生活的需要，越來越多的傳感器需要被安放在人跡罕至或者環(huán)境惡劣的地區(qū)，這些地區(qū)惡劣的環(huán)境決定了人們無法使用化學(xué)電池為無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電，因?yàn)樵谶@些地區(qū)更換化學(xué)電池往往是一件不太可能的事情。正因?yàn)檫@些原因，本發(fā)明才想到采用可再生能源(動(dòng)態(tài)能源)為無線通信節(jié)點(diǎn)供能來解決這些問題。
[0003]例如申請(qǐng)?zhí)枴?00920126143.1”的一種便攜式微型溫差發(fā)電器，包括燃料儲(chǔ)存罐和至少一組溫差發(fā)電模塊；每組溫差發(fā)電模塊由兩塊疊合的溫差發(fā)電模塊構(gòu)成；所述兩塊溫差發(fā)電模塊相鄰側(cè)壁設(shè)有催化燃燒熱源通道，所述兩塊溫差發(fā)電模塊相對(duì)側(cè)分別設(shè)有燃料預(yù)熱通道；即催化燃燒熱源通道位于溫差發(fā)電模塊的熱端；所述燃料預(yù)熱通道位于溫差發(fā)電模塊的冷端；所述催化燃燒通道為蛇形通道，其進(jìn)氣口與燃料預(yù)熱通道相連通，其出口為廢物排放口 ；燃料預(yù)熱通道與燃料儲(chǔ)存罐相連。它采用催化燃燒為溫差發(fā)電模塊供熱，可以在較低溫度下實(shí)現(xiàn)無煙燃燒，安全性高；該溫差發(fā)電裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕、攜帶方便，比能量高，可以較長時(shí)間工作等特點(diǎn)。用于單兵電源和野外用電尤其方便。
[0004]又如申請(qǐng)?zhí)枮椤?01310232020.7”的一種微型熱電器件、制作方法及包括其的溫差發(fā)電機(jī)。該微型熱電器件包括:第一基板，設(shè)置有圖案化的第一電極層；第一阻擋層，設(shè)置在第一電極層上；二氧化硅層，設(shè)置在第一基板和第一阻擋層上；熱電元件，設(shè)置在二氧化硅層中；圖案化的第二阻擋層，設(shè)置在二氧化硅層和熱電元件上；第二電極層，設(shè)置在圖案化的第二阻擋層上；以及第二基板，設(shè)置在第二電極層上。該發(fā)明提供的微型熱電器件的結(jié)構(gòu)適于半導(dǎo)體集成工藝技術(shù)，解決了目前微米級(jí)熱電器件產(chǎn)業(yè)化過程中存在的難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模精密加工的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】的不足提供了一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)，包含依次連接的溫差電能收集器、電源能量管理電路和無線傳感器節(jié)點(diǎn)，所述電能管理電路包含MPPT模塊、電能輸出接口、升壓電路和能量緩沖器，所述能量緩沖器包含儲(chǔ)能電容、比較器和穩(wěn)壓器，所述MPPT模塊的輸出端連接電能輸出接口的輸入端、所述電能輸出接口的輸出端連接升壓電路的輸入端，所述升壓電路的輸出端連接穩(wěn)壓器的輸入端，所述比較器和儲(chǔ)能電容連接在升壓電路和穩(wěn)壓器之間；所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)包含微控制器模塊以及與其連接的傳感器、無線發(fā)射模塊。
[0006]作為本發(fā)明一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述溫差電能收集器采用熱電轉(zhuǎn)換芯片。
[0007]作為本發(fā)明一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述所述微控制器模塊采用AVR系列單片機(jī)。
[0008]作為本發(fā)明一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述比較器的芯片型號(hào)為MIC841N。
[0009]作為本發(fā)明一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)的進(jìn)一步優(yōu)選方案，所述穩(wěn)壓器的芯片型號(hào)為TPS78001。
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明通過高效的能量收集和有效的能量管理實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能，成為了真正的能量自供給無線傳感器系統(tǒng)，同時(shí)也順應(yīng)了現(xiàn)在我國通信行業(yè)綠色無線電的發(fā)展要求。
[0011]2、本發(fā)明以微型溫差發(fā)電器作為能量源，以德州儀器公司的超低功耗能量管理芯片BQ25504作為DC-DC升壓變換器實(shí)現(xiàn)了可以從低至80mV的能量源采集能量，并利用外圍電路實(shí)現(xiàn)對(duì)能量源的最大功率點(diǎn)跟蹤控制，并結(jié)合能量緩沖器在必要時(shí)存儲(chǔ)能量，然后通過MIC841N雙電壓比較器和TPS78001超低壓差線性穩(wěn)壓器，實(shí)現(xiàn)了微型溫差能量的有效采集和利用。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種無線傳感器節(jié)點(diǎn)供電系統(tǒng)，包含依次連接的溫差電能收集器、電源能量管理電路和無線傳感器節(jié)點(diǎn)，所述電能管理電路包含MPPT模塊、電能輸出接口、升壓電路和能量緩沖器，所述能量緩沖器包含儲(chǔ)能電容、比較器和穩(wěn)壓器，所述MPPT模塊的輸出端連接電能輸出接口的輸入端、所述電能輸出接口的輸出端連接升壓電路的輸入端，所述升壓電路的輸出端連接穩(wěn)壓器的輸入端，所述比較器和儲(chǔ)能電容連接在升壓電路和穩(wěn)壓器之間；所述無線傳感器節(jié)點(diǎn)包含微控制器模塊以及與其連接的傳感器、無線發(fā)射模塊。
[0013]其中，所述溫差電能收集器采用熱電轉(zhuǎn)換芯片，所述升壓電路的芯片型號(hào)為BQ25504，所述比較器的芯片型號(hào)為MIC841N，所述穩(wěn)壓器的芯片型號(hào)為TPS78001。
[0014]本發(fā)明通過高效的能量收集和有效的能量管理實(shí)現(xiàn)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的功能，成為了真正的能量自供給無線傳感器系統(tǒng)，同時(shí)也順應(yīng)了現(xiàn)在我國通信行業(yè)綠色無線電的發(fā)展要求，本發(fā)明以微型溫差發(fā)電器作為能量源，以德州儀器公司的超低功耗能量管理芯片BQ25504作為DC-DC升壓變換器實(shí)現(xiàn)了可以從低至80mV的能量源采集能量，并利用