附件系统和为附件供电的方法技术方案

一种附件系统，包括适配成附接到结构的附件单元。该附件单元包括用于附接到结构的附件（诸如传感器）以及振动能量收集设备。振动能量收集设备被布置成在使用中接触结构，并且通过将通过结构传输的振动转换成电能来为附件单元供电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】附件系统和为附件供电的方法
本专利技术涉及一种附件系统和一种为附件供电的方法，并且特别地涉及一种用于安装到结构而不需要有线电源的附件。本专利技术例如涉及传感器或广告显示器。
技术介绍
提供具有诸如传感器或显示器的附件的诸如路灯、交通信号灯、建筑物和桥梁等的结构变得越来越受欢迎。以这种方式，可以提供各种不同的服务，诸如智能感测、安全和广告。例如，可以将运动传感器附接到路灯以检测在路灯附近是否存在人，以及因此是否需要照明。通常，附件安装到结构并连接到电源。然而，该结构可能具有提供对电源的接入的有限数量的位置，这可以确定附件可以安装在哪里。例如，使用连接到电网的市电杆的地下线路来为路灯供应电力。电源电缆通过路灯的杆（柱）路由到由杆支撑的光源。图1示出常规的路灯1，其包括杆2和附接到杆2的光源4。在杆2内提供连接盒6，用于将路灯1连接到地下线路。附件只可以在连接盒6处（或光源4内部）直接连接到照明设备的电源，并且因此位置的选择是有限的。另一种选项是通过在路灯杆中创建孔而将附件连接到电源，并在附件和路灯的电源之间连接电缆。这增加了位置的选择，但可能使附件安装不便且昂贵。另一个建议是使用太阳能电池板为附件供电；然而这是相对昂贵的并且可能是不可靠的。因此存在对为附件供电的可替换方式的需要。
技术实现思路
本专利技术由权利要求限定。根据按照本专利技术的一方面的示例，提供了一种附件系统，其包括适配成附接到结构的附件单元，该附件单元包括：附件；以及振动能量收集设备，其用于在使用中为附件供电并且被布置成接触结构。附件单元可以附接到诸如照明设备、障碍物、建筑物或桥梁的结构。该附件由振动能量收集设备供电，该振动能量收集设备接收通过该结构传输的振动并将振动转换成电能。以这种方式，附件单元可以在任何位置处被附接到结构，而不被连接到结构的电源的需要所限制。附件是电动设备，诸如传感器或显示器。附件系统还可以包括振动器，其用于沿着结构传输振动。振动能量收集设备可以将结构的振动（包括由振动器生成的振动以及来自周围环境的振动）转换成电能。振动器可以直接连接到与结构相关联的电源，并且机械地耦合到该结构。振动器可以通过该结构将来自电源的能量传输到振动能量收集设备。通过提供这种布置，附件单元可以定位在沿照明设备的杆的任何位置，而不被限制于可接入电源位置。该结构可以是包括诸如电线杆的杆的照明设备，并且振动能量收集设备可以适配成在使用中接触杆。可以提供照明设备，其包括光源和杆，其中光源被附接到杆的一端。杆的另一端包含用于将光源连接到电源的连接单元。以这种方式，电力被供应给照明设备。在使用中，附件单元被附接到照明设备的杆。附件单元包括附件，诸如用于测量与外部环境有关的参数的传感器；例如，用于测量环境照明的光传感器或用于检测人的存在的运动传感器。附件单元还包括振动能量收集设备，其与照明设备的杆接触。振动能量收集设备被配置成将沿着照明设备的杆传输的振动转换成电能并且将此能量引导至附件，以便为其供电。附件系统还可以包括控制器，其被配置成：调节振动能量收集设备的谐振频率；以及调节振动器的振动频率。在这种情况下，附件单元可以包括用于调节振动能量收集设备的谐振频率的调谐器。通过提供此特征，附件单元可以被高效地供电。可以控制振动器以在沿着或穿过结构最高效地传送的频率振动，并且可以调节振动能量收集设备以将此频率设置为其谐振频率，从而能够将机械能有效地转换成电能。控制器可以被配置成自动地调节振动能量收集设备的谐振频率和振动器的振动频率。在制造附件系统时，最有效的频率可能是未知的，或者可能随时间而变化。通过提供对于沿着杆的传输的最高效的频率的自动选择，附件系统可以是非常高效的。控制器可以被配置成控制附件以执行频率选择过程，该频率选择过程包括：在振动频率范围内生成多个振动；测量在每个振动频率生成的能量；检测所生成能量中的峰值并确定与峰值能量相关联的对应的峰值振动频率；在峰值振动频率生成振动；以及将振动能量收集设备的谐振频率调节到峰值振动能量。控制器可以控制振动器生成不同频率的振动，并且可以测量由振动收集能量设备在不同频率产生的能量。控制器可以确定由振动收集能量设备在哪个频率产生最多能量，并且可以控制振动器在所识别频率振动，并且可以将振动收集能量设备的谐振频率调节为此相同的频率。振动器和振动能量收集设备可以适配成彼此通信。振动器和振动能量收集设备可以各自包括用于发射和/或接收信息的无线电台。可替换地或附加地，振动能量收集设备可以适配成基于生成和检测振动来发射和/或接收信息。附件系统还可以包括：用于存储由振动能量收集设备生成的能量的能量存储设备，其中控制器被配置成：确定存储在能量存储部件中的能量是否等于或大于阈值能量值；如果所存储能量的量等于或大于阈值能量值，则向振动器发送第一控制信号，指示振动器停止振动一段时间；以及如果所存储能量的量不等于或大于阈值能量值，则发送第二控制信号，指示振动器生成具有增加的幅度的振动。控制器可以被配置成控制振动器以固定的时间间隔振动。在这种情况下，控制器可以获得关于所需要的振动持续时间和振动频率的反馈信息。附件系统还可以包括：整流器，其用于将振动能量收集设备的模拟信号转换成DC信号，其中该整流器被配置成向控制器发送原始模拟信号，并且其中该控制器被配置成接收模拟信号并且被配置成基于该模拟信号生成数字数据信号。以这种方式，振动能量收集设备可以接收对于控制器的配置参数。整流器可以将原始模拟信号直接发送到控制器。可替换地，原始模拟信号可以经由至少一个中间设备（诸如电阻器）来传输。在这种情况下，控制器可以从整流器（经由中间设备）接收原始模拟信号的经处理版本。附件系统还可以包括电磁体和被布置成接触振动能量收集设备的一部分的永磁体。这使得附件也能够生成振动，并且这些可以用于通信目的。控制器可以以控制频率创建控制信号，该控制信号引起电磁体施加变化的磁场，并相应地在磁体上施加变化的力，引起磁体在空间中振荡。可以调节磁体振荡的幅度，使得磁体的振荡导致磁体对振动能量收集设备施加力，从而创建由振动能量收集设备沿着照明设备的杆传输的振动。根据本专利技术的另一方面，提供了一种为附件供电的方法，其中该附件附接到结构，该方法包括：利用振动器生成振动；将来自振动器的振动沿着杆传输到振动能量收集设备；以及将振动转换成用于为附件供电的电能。利用连接到电源的振动器生成振动。通过沿着结构将振动传输到将振动转换成电能的振动收集设备，可能在位于远离电源的结构上的位置处生成能量。振动可以用于为多于一个附件设备供电。该方法还可以包括：在一频率范围上生成振动；测量在每个振动频率生成的能量；检测峰值能量并确定与峰值能量相关联的振动频率（峰值振动频率）；在峰值振动频率生成振动；以及将振动能量收集设备的谐振频率调节到峰值振动能量。该方法还可以包括接收来自整流器的模拟信号并将该模拟转换成数字数据信号。以这种方式，振动不仅可用于为附件供电，还可以用于与附件通信。模拟信号可以直接从整流器被接收，或者可以在信号已经通过其它组件（诸如用于限制电流的组件（例如电阻器、二极管等））之后被接收。该方法还可以包括将振动从振动能量收集设备传输到振动器，并且检测振动以生成数字信号。以这种方式，振动还可以用于将信息从附件传输到接收器，例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种附件系统，包括适配成附接到结构（1）的附件单元（10），所述附件单元包括：附件（11）；以及振动能量收集设备（12），其用于在使用中为所述附件（11）供电并且被布置成接触所述结构，所述附件系统还包括振动器（8），其用于在使用中沿着所述结构传输振动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.17 EP 15200839.71.一种附件系统，包括适配成附接到结构（1）的附件单元（10），所述附件单元包括：附件（11）；以及振动能量收集设备（12），其用于在使用中为所述附件（11）供电并且被布置成接触所述结构，所述附件系统还包括振动器（8），其用于在使用中沿着所述结构传输振动。2.根据权利要求1所述的附件系统，其中所述振动器（8）和所述振动能量收集设备（12）适配成彼此通信。3.根据前述权利要求中任一项所述的附件系统，其中所述结构是包括杆的照明设备，并且所述振动能量收集设备被布置成在使用中接触所述杆。4.根据前述权利要求中任一项所述的附件系统，还包括控制器（18），其被配置成：调节所述振动能量收集设备（12）的谐振频率，以及调节所述振动器的振动频率。5.根据权利要求4所述的附件系统，其中所述控制器（18）被配置成自动调节所述振动能量收集设备的谐振频率和所述振动器的振动频率。6.根据权利要求5所述的附件系统，其中所述控制器被配置成控制所述附件单元（10）以执行频率选择过程，所述频率选择过程包括：在一频率范围上生成振动；测量在每个振动频率生成的能量；检测所生成能量中的峰值并确定与峰值能量相关联的对应的峰值振动频率；在所述峰值振动频率生成振动；以及将所述振动能量收集设备的谐振频率调节到峰值振动能量。7.根据权利要求4至6中任一项所述的附件系统，还包括用于存储由所述振动能量收集设备生成的能量的能量存储设备（19），其中所述控制器被配置成：确定存储在能量存储部件中的能量是否等于或大于阈值能量值；如果所存储能量的量等于或大于所述阈值能量值，则向所述振动器发送第一控制信号，指示所述振动器停止振动一段时间；以及如果所...

【专利技术属性】
技术研发人员：O加西雅莫辰，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL