一种能源等级监测系统、能源等级监测方法技术方案

本申请实施例提供一种能源等级监测系统、能源等级监测方法，该系统包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中，摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号并输出；控制模块，用于将电流信号转换为电压信号，将电压信号与给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断等级判断模块的电源，该电源用于为等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号；等级判断模块，用于在接通电源时，基于电压信号和各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号并输出。这样，使能源等级监测系统间歇地处于工作状态，所以能够降低能源等级监测系统的功耗、延长能源等级监测系统的电源使用时间。

【技术实现步骤摘要】
一种能源等级监测系统、能源等级监测方法
本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种能源等级监测系统、能源等级监测方法。
技术介绍
目前，风级监测是一项重要的气象预报技术，并且，风级监测在指导农业生产，预防自然灾害等方面有着广泛的应用。例如，在海洋风暴预警中，风级是预测台风的重要参数之一。然而，传统的风级监测系统的电源都是电池，一方面，电池的使用时间较短、维护成本较高，另一方面，风级监测系统需持续进行会消耗较多电量，这些都限制了风级监测系统的应用。因此，如何降低风级监测系统的功耗，延长风级监测系统的电源使用时间是一亟需解决的问题。而其他形式的能源等级监测系统如水滴能等级监测、由设备工作而产生的振动能等级监测也存在着类似的问题。
技术实现思路
本申请实施例提供一种能源等级监测系统、能源等级监测方法，用以解决现有技术中能源等级监测系统的功耗比较大而导致能源等级监测系统的电源使用时间较短的问题。第一方面，本申请实施例提供一种能源等级监测系统，包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中：所述摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号，输出所述电流信号；所述控制模块，用于将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号与所述给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断所述等级判断模块的电源，所述电源用于为所述等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号；所述等级判断模块，用于在接通所述电源时，基于所述电压信号和所述各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号，输出所述能源等级指示信号。在一些可能的实施方式中，所述控制模块包括依次相连的转换电路、比较电路和开关电路，其中：所述转换电路，用于将所述电流信号转换为电压信号，输出所述电压信号；所述比较电路，用于比较所述电压信号和所述设定电压信号的大小，根据比较结果输出控制信号；所述开关电路，用于根据所述控制信号接通或切断所述电源。在一些可能的实施方式中，所述控制模块还包括与所述转换电路相连的整流电路，所述整流电路，用于在所述转换电路将所述电流信号转换为电压信号之前，对所述电流信号进行整流处理。在一些可能的实施方式中，所述控制模块还包括与所述转换电路相连的保护电阻，所述保护电阻，用于承载所述比较电路输出的电压信号，以防止误接通所述等级判断模块的电源。在一些可能的实施方式中，所述控制模块还包括与所述比较电路相连的稳压电路，所述稳压电路，用于稳定所述比较电路输出的电压信号。在一些可能的实施方式中，所述控制模块还包括连接在所述比较电路和所述开关电路之间的限流电阻，所述限流电阻，用于限制输入所述开关电路的电流大小。在一些可能的实施方式中，所述等级判断模块包括n个比较器，每个比较器的第一输入端对应一个基准电压信号，每个比较器的第二输入端与所述电压信号相连，n为正整数，其中：每个比较器，用于将所述电压信号与对应的基准电压信号进行比较，根据比较结果输出能源等级指示信号。在一些可能的实施方式中，还包括：无线发射模块，与所述等级判断模块相连，用于向外发送所述能源等级指示信号。在一些可能的实施方式中，所述给定能源为风能、水能或由设备工作而产生的振动能。第二方面，本申请实施例提供一种能源等级监测方法，包括：获取摩擦纳米发电机在给定能源作用下产生的电流信号；将所述电流信号转换为电压信号；将所述电压信号与所述给定能源对应的设定电压信号进行比较；根据比较结果接通或切断进行能源等级判断所需的电源；若接通所述电源，则基于所述电压信号和所述电源提供的进行能源等级判断所需的各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号并输出。在一些可能的实施方式中，所述能源等级指示信号是通过无线发射方式输出给外界的。本申请实施例中的能源等级监测系统包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中，摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号并输出；控制模块，用于将电流信号转换为电压信号，将电压信号与给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断等级判断模块的电源，该电源用于为等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号；等级判断模块，用于在接通电源时，基于电压信号和各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号并输出。这样，在切断等级判断模块的电源时，能源等级监测系统处于待机状态，无需进行能源等级判断，在接通等级判断模块的电源时，能源等级监测系统处于工作状态，进行能源等级判断，从而使能源等级监测系统间歇地处于工作状态，所以能够降低能源等级监测系统的功耗、延长能源等级监测系统的电源使用时间。本申请的这些方面或其它方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。附图说明图1为本申请实施例提供的能源等级监测系统的示意图；图2为本申请实施例提供的能源等级监测系统的原理示意图；图3为本申请实施例采用的旋转式摩擦纳米发电机的结构示意图；图4为本申请实施例提供的能源等级监测系统的电路图；图5为本申请实施例提供的能源等级监测系统监测到各级风力时，电容C1中的电压情况；图6为本申请实施例提供的能源等级监测系统在待机与唤醒状态下的功耗示意图；图7为本申请实施例提供的能源等级监测方法的流程图。具体实施方式为了解决现有技术中能源等级监测系统的功耗比较大而导致能源等级监测系统的电源使用时间较短的问题，本申请实施例提供了一种能源等级监测系统、能源等级监测方法。图1为本申请实施例提供的能源等级监测系统的示意图，包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中：摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号，输出电流信号。这里，给定能源可以为风能、水能或由设备工作而产生的振动能。实际应用中，不同结构的摩擦纳米发电机可以用于监测不同形式的能源。比如，旋转结构或滚轴结构的摩擦纳米发电机可以用于监测风能；拱形结构或弹簧支撑结构的摩擦纳米发电机可以用于监测由设备工作而产生的振动能；矩阵排列结构的摩擦纳米发电机可以用于监测雨滴能；球状全封闭结构的摩擦纳米发电机可以用于监测水波能。控制模块，用于将摩擦纳米发电机输出的电流信号转换为电压信号，将电压信号与给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断等级判断模块的电源，该电源用于为等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号。需要说明的是，不同的给定能源所对应的设定电压信号会有所不同，并且，每种给定能源所对应的设定电压信号可由技术人员根据经验或实验数据预先确定。等级判断模块，用于在接通电源时，基于摩擦纳米发电机输出的电压信号和各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号并输出能源等级指示信号。也就是说，在接通电源时，等级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能源等级监测系统，其特征在于，包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中：/n所述摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号，输出所述电流信号；/n所述控制模块，用于将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号与所述给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断所述等级判断模块的电源，所述电源用于为所述等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号；/n所述等级判断模块，用于在接通所述电源时，基于所述电压信号和所述各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号，输出所述能源等级指示信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种能源等级监测系统，其特征在于，包括依次相连的摩擦纳米发电机、控制模块和等级判断模块，其中：
所述摩擦纳米发电机，用于在给定能源的作用下产生电流信号，输出所述电流信号；
所述控制模块，用于将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号与所述给定能源对应的设定电压信号进行比较，根据比较结果接通或切断所述等级判断模块的电源，所述电源用于为所述等级判断模块提供进行能源等级判断所需的各基准电压信号；
所述等级判断模块，用于在接通所述电源时，基于所述电压信号和所述各基准电压信号进行能源等级判断，得到能源等级指示信号，输出所述能源等级指示信号。


2.如权利要求1所述的能源等级监测系统，其特征在于，所述控制模块包括依次相连的转换电路、比较电路和开关电路，其中：
所述转换电路，用于将所述电流信号转换为电压信号，输出所述电压信号；
所述比较电路，用于比较所述电压信号和所述设定电压信号的大小，根据比较结果输出控制信号；
所述开关电路，用于根据所述控制信号接通或切断所述电源。


3.如权利要求2所述的能源等级监测系统，其特征在于，所述控制模块还包括与所述转换电路相连的整流电路，
所述整流电路，用于在所述转换电路将所述电流信号转换为电压信号之前，对所述电流信号进行整流处理。


4.如权利要求2所述的能源等级监测系统，其特征在于，所述控制模块还包括与所述转换电路相连的保护电阻，
所述保护电阻，用于承载所述比较电路输出的电压信号，以防止误接通所述等级判断模块的电源。


5.如权利要求2所述的能源等级监测系统，其特征在于，所述控制模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，仝桐，
申请(专利权)人：北京纳米能源与系统研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11