可印刷顯示裝置及應(yīng)用其的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種可印刷顯示裝置及應(yīng)用其的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們對(duì)于如何利用環(huán)境中的機(jī)械能來實(shí)現(xiàn)為外部用電設(shè)備供電的方式也是多種多樣，例如采用傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)機(jī)械能的收集，但是，目前的這些能量收集設(shè)備都存在不能持續(xù)供能且功率較低的缺陷，而這一問題在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中更為明顯。
[0003]物聯(lián)網(wǎng)通過紅外感應(yīng)器、激光掃描器、氣體感應(yīng)器等各種傳感器組成一個(gè)個(gè)的節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集任何需要監(jiān)控、連接、互動(dòng)的物體或過程，采集其聲、光、熱、電、力學(xué)、化學(xué)、生物、位置等各種需要的信息。節(jié)點(diǎn)將檢測到的上述信息通過有線或無線方式，例如通過天線，發(fā)送至其它節(jié)點(diǎn)，從而形成的一個(gè)巨大網(wǎng)絡(luò)。其目的是實(shí)現(xiàn)物與物、物與人、所有的物品與網(wǎng)絡(luò)的連接，方便識(shí)別、管理和控制。
[0004]但是，由于能量收集設(shè)備發(fā)展的制約，目前的物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)一般采用電池進(jìn)行供電，并且采用傳統(tǒng)的硬件元件實(shí)現(xiàn)，這種物聯(lián)網(wǎng)不僅能耗大，而且一旦電池耗盡將無法正常工作，影響人們的使用。因此物聯(lián)網(wǎng)的能量供應(yīng)問題成為了其發(fā)展的一個(gè)壁皇。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的發(fā)明目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種可印刷顯示裝置及應(yīng)用該可印刷顯示裝置的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)，不僅降低了功耗，而且由于利用摩擦發(fā)電機(jī)取代了電池為可印刷顯示電路供電，避免了電池耗盡無法工作的問題，保證了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定的工作。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種可印刷顯示裝置，包括:
[0007]基板，設(shè)置在基板上的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)，以及印刷在基板表面的可印刷顯示電路；
[0008]其中，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極通過印刷在基板表面的可印刷導(dǎo)線連通至可印刷顯示電路的電源端，為可印刷顯示電路提供工作所需的電能。
[0009]進(jìn)一步，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)設(shè)置在基板的第一側(cè)表面，可印刷顯示電路印刷在基板的第一側(cè)表面；或者，
[0010]至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)設(shè)置在基板的第一側(cè)表面，可印刷顯示電路印刷在基板的第二側(cè)表面；其中，基板上設(shè)置有過孔，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極通過過孔以及第二側(cè)表面上的可印刷導(dǎo)線連通至可印刷顯示電路的電源端。
[0011]進(jìn)一步，可印刷顯示裝置還包括:可印刷處理電路；其中，可印刷處理電路的輸入端與至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極通過印刷在基板表面的可印刷導(dǎo)線連通，可印刷處理電路的輸出端與可印刷顯示電路的電源端通過印刷在基板表面的可印刷導(dǎo)線連通。
[0012]進(jìn)一步，可印刷處理電路包括:印刷在基板表面的可印刷整流電路；其中，可印刷整流電路的輸入端通過可印刷導(dǎo)線與至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極相連，對(duì)至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理；可印刷整流電路的輸出端通過可印刷導(dǎo)線與可印刷顯示電路的電源端相連；或者，
[0013]可印刷處理電路包括:可印刷整流電路、可印刷儲(chǔ)能電路和可印刷開關(guān)電路；其中，可印刷整流電路的輸入端通過可印刷導(dǎo)線與至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極相連，對(duì)至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)輸出的交流電信號(hào)進(jìn)行整流處理；可印刷儲(chǔ)能電路的輸入端通過可印刷導(dǎo)線與整流電路的輸出端相連，存儲(chǔ)整流電路輸出的電能；可印刷開關(guān)電路的輸入端通過可印刷導(dǎo)線與可印刷儲(chǔ)能電路的輸出端相連，控制可印刷儲(chǔ)能電路的電能輸出；可印刷顯示電路的輸出端通過可印刷導(dǎo)線與可印刷顯示電路的電源端相連。
[0014]進(jìn)一步，可印刷顯示電路包括:可印刷驅(qū)動(dòng)電路，柔性可印刷電路膜以及可印刷顯示面板；其中，柔性可印刷電路膜包括多條印刷微型線，為可印刷驅(qū)動(dòng)電路提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)；可印刷驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)可印刷顯示面板顯示。
[0015]進(jìn)一步，基板的材質(zhì)選自聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚乙烯、聚丙烯、紙、涂料紙、層壓紙、紙板、瓦楞紙板、玻璃和聚碳酸酯中的一種。
[0016]進(jìn)一步，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)為懸臂梁結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)，懸臂梁結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)包括:懸臂梁，懸臂梁具有固定端和自由端，自由端上設(shè)置有質(zhì)量塊，懸臂梁作為摩擦發(fā)電機(jī)的第一摩擦層，至少包括第一輸出電極層；懸臂梁振動(dòng)方向上的至少一側(cè)設(shè)置有固定的第二摩擦層，第二摩擦層與懸臂梁分離，并在懸臂梁振動(dòng)時(shí)與懸臂梁接觸形成摩擦界面，第一摩擦層和第二摩擦層形成摩擦界面的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)表面上設(shè)置有微納結(jié)構(gòu)。
[0017]進(jìn)一步，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)包括形成摩擦界面的第一摩擦層和第二摩擦層，第一摩擦層朝向第二摩擦層的表面上設(shè)置有凸起結(jié)構(gòu)，凸起結(jié)構(gòu)使得第一摩擦層和第二摩擦層形成摩擦界面的表面相互固定連接，形成空腔，第一摩擦層、第二摩擦層和凸起結(jié)構(gòu)共同形成可振動(dòng)的框架結(jié)構(gòu)。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)，包括:
[0019]上述的可印刷顯示裝置，以及印刷在基板上的可印刷傳感器；其中
[0020]可印刷傳感器的電源端通過基板表面的可印刷導(dǎo)線連通至至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)的輸出電極，可印刷傳感器的信號(hào)輸出端通過基板表面的可印刷導(dǎo)線與可印刷顯示電路的信號(hào)輸入端相連。
[0021]根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，提供了一種物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，包括多個(gè)相互通信的上述的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)。
[0022]本實(shí)用新型提供的可印刷顯示裝置及應(yīng)用該可印刷顯示裝置的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)和系統(tǒng)，通過摩擦發(fā)電機(jī)收集周圍環(huán)境中的機(jī)械能，并將摩擦發(fā)電機(jī)與采用印刷工藝制作的顯示電路制作在同一基板上，形成一體結(jié)構(gòu)。一方面，可印刷的顯示裝置與傳統(tǒng)硬件元件相比，功耗較低，另一方面，利用摩擦發(fā)電機(jī)取代了電池為可印刷顯示電路供電，避免了電池耗盡無法工作的問題，保證物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)及系統(tǒng)能持續(xù)穩(wěn)定工作。
【附圖說明】
[0023]圖1示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的可印刷顯示裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2示出了本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例提供的可印刷顯示裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3a示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的可印刷顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3b示出了本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的可印刷顯示裝置的結(jié)構(gòu)框圖；
[0027]圖4示出了本實(shí)用新型又一個(gè)實(shí)施例的可印刷顯示裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的懸臂梁結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6示出了本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的振動(dòng)摩擦發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7a示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0031]圖7b示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的另一種自供電物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0032]圖8示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為充分了解本發(fā)明之目的、特征及功效，借由下述具體的實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不僅僅限于此。
[0034]圖1示出了本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例提供的可印刷顯示裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，可印刷顯示裝置包括:基板10，設(shè)置在基板10上的至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)11，以及印刷在基板10表面的可印刷顯示電路12 ;其中，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)11的輸出電極通過印刷在基板10表面的可印刷導(dǎo)線13連通至可印刷顯示電路12的電源端，為可印刷顯示電路12提供工作所需的電能。
[0035]具體地，如圖1中所示的，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)11的輸出電極通過可印刷導(dǎo)線13直接連接至可印刷顯示電路12的電源端；或者，通過可印刷導(dǎo)線連接至其他電路模塊，如可印刷處理電路(圖中未示出)等，再連接至可印刷顯示電路的電源端。
[0036]上述可印刷顯示裝置的工作過程如下:摩擦發(fā)電機(jī)11收集周圍環(huán)境中的機(jī)械能(如振動(dòng)能)，并將周圍環(huán)境中的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，從而為可印刷顯示電路12中的各電路模塊提供工作所需的電能；可印刷顯示電路12利用摩擦發(fā)電機(jī)11提供的電能進(jìn)行顯示。
[0037]可選地，至少一個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)11可采用現(xiàn)有技術(shù)中的多種摩擦發(fā)電機(jī)，例如，三層結(jié)構(gòu)、四層結(jié)構(gòu)或者五層結(jié)構(gòu)的摩擦發(fā)電機(jī)或本實(shí)用新型下文實(shí)施例中介紹的懸臂梁結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)或振動(dòng)發(fā)電機(jī)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇，此處不做限定。其中，上述摩擦發(fā)電機(jī)至少包含構(gòu)成摩擦界面的兩個(gè)表面，并具有至少兩個(gè)輸出電極。
[0038]可選地，摩擦發(fā)電機(jī)11的數(shù)量可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)。當(dāng)為多個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)時(shí)，多個(gè)摩擦發(fā)電機(jī)之間通過串聯(lián)和/或并聯(lián)的方式連接，以增大摩擦發(fā)電機(jī)輸出的電能，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇摩擦發(fā)電機(jī)的數(shù)量及連接方式，此處不做限定。
[0039]另外，摩擦發(fā)電機(jī)11可以通過