一种为无线传感节点供电的射频能量采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种为无线传感节点供电的射频能量采集装置，包括依次相连的接收天线、匹配电路、RF‑DC转换电路和能量存储单元，还包括DC‑DC稳压电路、稳压基准源和电压监控单元，所述DC‑DC稳压电路的CAP端连接所述RF‑DC转换电路的输出端，DC‑DC稳压电路的输出端连接无线传感节点，所述稳压基准源和所述电压监控单元均跨接在所述DC‑DC稳压电路的CAP端和输入端之间。本实用新型专利技术可实现空间一定距离内射频信号源发出的射频能量收集，收集的能量满足无线传感器连续工作要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及利用射频能量供电
，具体涉及一种为无线传感节点供电的射频能量采集装置。
技术介绍
无线传感器网络节点供电及管理技术是无线传感器网络关键技术之一，目前无线传感器主要使用一次电池、太阳能、风能、温差或采用电磁感应供电，一次电池存在电池寿命及更换的问题，太阳能、风能、温差及电磁感应供电存在供电电源持续性问题，易受环境影响，无法为无线传感器提供稳定、可靠的电源，不能保证无线传感器长期、稳定、可靠的工作。空间中设备所发射的无线电讯号虽然微弱，经能量转换生成的电力只有几伏，但足以为无线传感节点实现供电。虽然理论上可行，但现实中遇到的问题也很突出，射频产生的电能微弱，无法保证传感节点正常工作，只能依靠其他电源持续供电，射频供电无法发挥其应有的作用。
技术实现思路
为了解决射频产生的电能能量低、无法为传感节点提供有效供电的问题，本技术一方面提供一种射频能量采集装置，可输出持续稳定的直流电压。为无线传感节点供电的射频能量采集装置，其包括依次相连的接收天线、匹配电路、RF-DC转换电路和能量存储单元，还包括DC-DC稳压电路、稳压基准源和电压监控单元，所述DC-DC稳压电路的CAP端连接所述RF-DC转换电路的输出端，DC-DC稳压电路的输出端连接无线传感节点，所述稳压基准源和所述电压监控单元均跨接在所述DC-DC稳压电路的CAP端和输入端之间。RF-DC转换电路对采集的射频信号整流，变换成直流信号；DC-DC稳压电路实现整流后直流信号的稳压及升压处理，实现稳定电压输出；稳压基准源的作用是当能量存储单元充电电压超过设定值时对外输出电压，当能量存储单元放电电压低于阈值时关闭电压输出，实现稳定的持续供电。所述RF-DC转换电路为PCC110芯片。所述稳压基准源的额定值为1.2V，可输出3.3V电压。所述能量存储单元为超级电容。所述接收天线为PCB天线，采集915MHz射频信号。本技术可实现空间一定距离内射频信号源发出的射频能量收集，收集的能量满足无
线传感器连续工作要求。附图说明图1为利用射频能量采集装置供电的无线传感节点结构图；图2为图1实施例中DC-DC稳压电路的引脚图；具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1所示，采用射频供电的无线传感系统由本实施例射频能量采集装置和无线传感节点组成，射频能量采集装置用于采集射频信号并将其转换为稳定的电压，为无线传感节点供电。射频能量采集装置包括接收天线、匹配电路、RF-DC转换电路、电压监控单元、能量存储单元以及稳压电路和1.2V稳压基准源。接收天线采用PCB天线，可采集915MHz射频信号；匹配电路实现所采集的射频信号的匹配；RF-DC转换电路实现采集的射频信号整流，变换成直流信号，为了实现高效率的能量转换，本实施例采用工作电压极低(0.4V)芯片，如PCC110模块，实现RF-DC转换；DC-DC稳压电路实现整流后直流信号稳压及升压处理，保证3.3V稳定电压输出，其引脚如图2所示；采用50mF的超级电容作为能量存储单元，存储经RF-DC变换后的电荷；1.2V的稳压基准源，当电容充电电压超过1.25V时对外输出3.3V电压，当电容放电电压低于1.1V时关闭3.3V电压输出，此时所有收集到的电荷全部存储到电容中，持续供电电流可达100uA以上，最大输出电流可达50mA(持续工作10ms)。由DC-DC稳压电路输出的电压被提供给无线传感节点的各个单元，包括微处理器、传感器和无线通信模块。传感器可以是二氧化碳传感器、湿度传感器、流量传感器、压力传感器或温度传感器。在一些实施方式中，根据所采集射频频率与最终输出电压的不同选择不同额定值的稳压基准源。本实施例可实现距离1米的3W 915MHz射频信号源发出的射频能量收集，收集的能量满足无线传感器连续工作要求，温度传感器测温精度约为1℃，采用433MHz无线射频信号发送采集数据，传输距离可达50米。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种为无线传感节点供电的射频能量采集装置，包括依次相连的接收天线、匹配电路、RF‑DC转换电路和能量存储单元，其特征在于：还包括DC‑DC稳压电路、稳压基准源和电压监控单元，所述DC‑DC稳压电路的CAP端连接所述RF‑DC转换电路的输出端，DC‑DC稳压电路的输出端连接无线传感节点，所述稳压基准源和所述电压监控单元均跨接在所述DC‑DC稳压电路的CAP端和输入端之间。

【技术特征摘要】
1.一种为无线传感节点供电的射频能量采集装置，包括依次相连的接收天线、匹配电路、RF-DC转换电路和能量存储单元，其特征在于：还包括DC-DC稳压电路、稳压基准源和电压监控单元，所述DC-DC稳压电路的CAP端连接所述RF-DC转换电路的输出端，DC-DC稳压电路的输出端连接无线传感节点，所述稳压基准源和所述电压监控单元均跨接在所述DC-DC稳压电路的CAP...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵飞，陈远宁，鲁兴伟，蔡丽君，郭龙飞，李继双，
申请(专利权)人：宁波微能物联科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33