一种微弱能量采集装置及智能穿戴设备制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电子技术领域，提供了一种微弱能量采集装置及智能穿戴设备，与储能单元连接，该装置包括：转换单元，用于以若干采集链路采集环境中的微弱能量并转换为微弱电能量；选择单元，用于确定当前微弱能量的采集链路，根据采集链路在所述数据库选择对应的采集模式，所述数据库预存储所述采集链路与所述采集模式的对应关系；采集单元，用于启动对应的采集模式进行微弱电能量采集，并将采集的微弱电能量输出给储能单元。在采集环境中的微弱能量时，通过采集链路将环境中的微弱能量并转换为微弱电能量，针对不同的采集链路在数据库选择对应的采集模式，针对不同的微弱能量类型，采取不同的采集策略，减少了微弱能量的流失，提高了采集效率。

【技术实现步骤摘要】
一种微弱能量采集装置及智能穿戴设备
本技术属于电子
，尤其涉及一种微弱能量采集装置及智能穿戴设备。
技术介绍
随着智能传感器技术的快速发展，智能穿戴设备(包括智能手环、智能手表等)的需求也开始爆发性增长。智能穿戴设备一般具有主要功能，例如智能运动手环的运动检测功能，智能健康监控手环的健康检测功能等，智能穿戴设备还具有一些其他功能，例如全球定位系统、蓝牙通话、音乐播放等功能。目前，受限于智能穿戴设备的体积，智能穿戴设备的电池的容量普遍较小，例如，智能手环或者智能手表所配置的锂离子电池的容量小于100毫安。为了延长智能穿戴设备的电池的续航时间，可以采集环境的光、人体的热能或运动状态下产生的动能等环境中的微弱能量来获取电能，对于多种微弱能量的采集，由于微弱能量来源不也一样，每种微弱能量的特性也不一样，现有的采集方式容易导致微弱能量的流失，无法满足智能穿戴设备的电能需求。
技术实现思路
本技术提供了一种微弱能量采集装置，旨在解决传统的技术方案中现有的采集方式容易导致微弱能量的流失，无法满足智能穿戴设备的电能需求的问题。一种微弱能量采集装置，与储能单元连接，所述微弱能量采集装置包括：转换单元，用于以若干链路采集环境中的微弱能量并转换为微弱电能量；选择单元，用于确定当前微弱能量的采集链路，根据采集链路在所述数据库选择对应的采集模式，所述数据库预存储所述采集链路与所述采集模式的对应关系；采集单元，用于启动对应的采集模式进行微弱电能量采集，并将采集的微弱电能量输出给储能单元。此外，还提供了一种智能穿戴设备，所述智能穿戴设备包括上述的微弱能量采集装置。本技术实施例预先建立具有采集链路与采集模式的对应关系的数据库，在采集环境中的微弱能量时，通过采集链路将环境中的微弱能量并转换为微弱电能量，针对不同的采集链路在数据库选择对应的采集模式，针对不同的微弱能量类型，采取不同的采集策略，减少了微弱能量的流失，提高了采集效率。附图说明图1为本技术实施例提供的微弱能量采集装置的结构示意图；图2为本技术实施例一提供的微弱能量采集装置中采集单元的电路原理图；图3为本技术实施例二提供的微弱能量采集装置中采集单元的电路原理图；图4为本技术实施例三提供的微弱能量采集装置中采集单元的电路原理图；图5为本技术一实施例提供的动能转换器的结构示意图；图6为本技术另一实施例提供的动能转换器的结构示意图；图7为本技术实施例提供的微弱能量采集的方法的具体流程图；图8为本技术实施例提供的微弱能量采集的方法中光能采集模式的具体流程图；图9为本技术实施例提供的微弱能量采集的方法中热电采集模式的具体流程图；图10为本技术实施例提供的微弱能量采集的方法中动能采集模式的具体流程图。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。图1示出了本技术实施例提供的微弱能量采集装置的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分。作为本技术的一优选实施例，该微弱能量采集装置，与储能单元连接，微弱能量采集装置包括：转换单元11，用于以若干采集链路采集环境中的微弱能量并转换为微弱电能量；选择单元12，用于确定当前微弱能量的采集链路，根据采集链路在数据库选择对应的采集模式，数据库预存储采集链路与采集模式的对应关系；采集单元13，用于启动对应的采集模式进行微弱电能量采集，并将采集的微弱电能量输出给储能单元。转换单元包括光能转换器、热电转换器及动能转换器中至少一种，分别用于采集环境中产生的光能、热能以及动能，并将这些微弱能量转换为微弱电能量。例如光能转换器采用太阳能电池板，热电转换器采用热电半导体等，将环境中的微弱能量转化为微弱电能量。如图5所示，本技术实施例提供了一种动能转换器，动能转换器包括环形的空心圆管111、线圈112、强磁球体113和第一线路板114；强磁球体113设于该空心圆管111中，线圈112绕制在空心圆管111的外围，其中，线圈112为多个，均匀布置在环形的空心圆管111的外围，线圈112与第一线路板114电连接，强磁球体113在空心圆管111中滚动过程中，会穿过线圈112，进而在线圈112上产生感应电动势，通过第一线路板114对感应电动势进行采集和转换，将环境中产生的动能转换为微弱的电能量。如图6所示，本技术实施例还提供了另一种动能转换器，动能转换器包括第二线路板115、平面线圈116、旋转臂117以及设于该旋转臂的一端的强磁体118，旋转臂117以旋转臂117的另一端为中心轴旋转，平面线圈116与第二线路板115电连接，平面线圈116为多个，均匀设置在强磁体118的运动路径上。旋转臂117旋转时带动强磁体118做弧形运动，强磁体穿过平面线圈116，进而在平面线圈116上产生感应电动势，通过第二线路板115对感应电动势进行采集和转换，将环境中产生的动能转换为微弱电能量。该选择单元12进一步包括：标识模块，用于在各条采集链路设置相应标识；判断模块，用于确定当前输出微弱电能量的所述采集链路的标识，根据所述标识在所述数据库选择对应的采集模式。可以理解的是，上述的数据库中预先存储有多种不同的采集链路对应的采集模式的数据，本技术实施例设置的多个采集链路用于转换微弱能量以及输入微弱电能量，其中，每一种类型的微弱能量转换后的微弱电能量对应输入一个采集链路，该多个采集链路具有对应的标识，以形成上述标识与微弱能量的采集方式的对应关系，判断模块通过识别输入的微弱电能量的采集链路的标识，即可以判断该微弱电能量对应的微弱能量的类型。在具体的应用中，可以对数据库中的采集模式根据微弱能量类型进行更新，对应的，采集链路可以进行扩展，这些扩展的采集链路同样设置标识，以使本技术实施例的方法适用更多种类的环境微弱能量的采集，可以根据具体的应用环境，在数据库中根据不同种类的微弱能量的采集特性更新对应的采集模式，并将更新的采集模式与采集链路的编号对应，方便装置功能的扩展。当采集单元13选择光能采集模式时，采集单元13包括：输入电压检测单元，用于检测输入电压，当输入电压小于第一预设值时，关闭采集单元13；当输入电压大于第一预设值时，启动采集单元13；采集单元13空载电压采集单元，用于采集空载电压，根据空载电压输出的预设PWM信号；充电模块，用于根据预设PWM信号对储能单元进行充电；计时器，用于生成时钟信号；调整模块，当输入电压大于第二预设值时，预定时间后，再次读取空载电压，根据空载电压调整输出的PWM信号；当输入电压小于第二预设值时，关闭采集。其中，输入电压为输入的微弱电能量的电压，空载电压指的是输入电压的开路电压，通过该空载电压调取光能采集模式中的PWM信号的控制数据并输出，该光能采集模式根据空载电压的变化规律，结合实测的环境参数来统计建立数据库，绘制不同环境参数下能产生的最大功率曲线，并将最大功率曲线的数据以数据表格的形式写到数据库中，在实际使用时，根据空载电压，通过检索数据表格，预测出接近实际情况的最大功率曲线，从而调取集PWM信号的控制数据并输出。在运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微弱能量采集装置，与储能单元连接，其特征在于，所述微弱能量采集装置包括：转换单元，用于以若干采集链路采集环境中的微弱能量并转换为微弱电能量；选择单元，用于确定当前微弱能量的采集链路，根据所述采集链路在数据库选择对应的采集模式，所述数据库预存储所述采集链路与所述采集模式的对应关系；采集单元，用于启动对应的采集模式进行微弱电能量采集，并将采集的微弱电能量输出给储能单元。

【技术特征摘要】
1.一种微弱能量采集装置，与储能单元连接，其特征在于，所述微弱能量采集装置包括：转换单元，用于以若干采集链路采集环境中的微弱能量并转换为微弱电能量；选择单元，用于确定当前微弱能量的采集链路，根据所述采集链路在数据库选择对应的采集模式，所述数据库预存储所述采集链路与所述采集模式的对应关系；采集单元，用于启动对应的采集模式进行微弱电能量采集，并将采集的微弱电能量输出给储能单元。2.如权利要求1所述的微弱能量采集装置，其特征在于，所述选择单元包括：标识模块，用于在各条所述采集链路设置相应标识；判断模块，确定当前输出微弱电能量的所述采集链路的标识，根据所述标识在所述数据库选择对应的采集模式。3.如权利要求1所述的微弱能量采集装置，所述采集模式包括光能采集模式、热电采集模式和动能采集模式。4.如权利要求3所述的微弱能量采集装置，其特征在于，当所述采集单元选择光能采集模式时，所述采集单元包括：输入电压检测单元，用于检测输入电压，当所述输入电压小于第一预设值时，关闭采集单元；当所述输入电压大于第一预设值时，启动采集单元；空载电压采集单元，用于采集空载电压，根据所述空载电压输出预设的PWM信号；充电模块，用于根据预设PWM信号对储能单元进行充电；计时器，用于生成时钟信号；调整模块，当所述输入电压大于第二预设值时，预定时间后，再次读取所述空载电压，根据所述空载电压调整输出的PWM信号；当所述输入电压小于第二预设值时，关闭采集单元。5.如权利要求4所述的微弱能量采集装置，其特征在于，所述充电模块包括第一MOS管、第二MOS管、第一电阻、第一电感以及第一二极管；所述第一MOS管的漏极连接所述转换单元，所述第一MOS管的源极连接所述第一电感的第一端，所述第二MOS管的漏极连接所述第一MOS管的栅极，所述第二MOS管的源极接地，所述第二MOS管的漏极通过所述第一电阻连接所述转换单元，所述第二MOS管的栅极用于输入PWM信号，所述第一二极管的阳极接地，所述第一二极管的阴极连接所述第一电感的第一端，所述第一电感的第二端连接所述储能单元。6.如权利要求3所述的微弱能...

【专利技术属性】
技术研发人员：张云翼，华建武，
申请(专利权)人：深圳市浩博高科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44