自供能系统和智能监测设备技术方案

本发明专利技术公开了一种自供能系统和智能监测设备，所述自供能系统包括：能量采集单元、能量转换单元、储能单元和控制单元，其中，能量采集单元用于采集环境中的磁场能量，并输出相应的交流电压；能量转换单元分别与能量采集单元和储能单元相连，用于将交流电压转换为充电电压，以对储能单元进行充电；储能单元与负载相连，用于对负载供电；控制单元分别与能量转换单元和储能单元相连，用于根据充电电压和交流电压对储能单元和能量转换单元进行控制。本发明专利技术的自供能系统，能够采集环境中的磁场能量，并对磁场能量进行转换，以为储能单元充电，由储能单元为负载提供能量，使用寿命长、成本低、体积小，便于设备安装维护。便于设备安装维护。便于设备安装维护。

【技术实现步骤摘要】
自供能系统和智能监测设备


[0001]本专利技术涉及自供能
，尤其涉及一种自供能系统和一种智能监测设备。

技术介绍

[0002]在无线传感网络中，传统的供能系统因其体积大，在一些复杂密闭的环境中，如医疗检测设备等，无法安装无线传感节点，极大限制了无线传感节点的安装应用。尤其是当前针对电力领域高空和地下监测的特点，电池的更换成本巨大，因此，需要为小型智能监测设备设计更实用的供电方案。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种自供能系统，可以利用能量采集单元将环境中的毫微磁场能量进行收集并输出交流电压，通过能量转换单元进行电压转化，然后对储能单元进行充电，再由储能单元为负载提供能量，使用寿命长、成本低、体积小，便于设备安装维护。
[0004]本专利技术的第二个目的在于提出一种智能监测设备。
[0005]为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种自供能系统，包括：能量采集单元、能量转换单元、储能单元和控制单元，其中，所述能量采集单元用于采集环境中的磁场能量，并输出相应的交流电压；所述能量转换单元分别与所述能量采集单元和所述储能单元相连，用于将所述交流电压转换为充电电压，以对所述储能单元进行充电；所述储能单元与负载相连，用于对所述负载供电；所述控制单元分别与所述能量转换单元和所述储能单元相连，用于根据所述充电电压和所述交流电压对所述储能单元和所述能量转换单元进行控制。
[0006]根据本专利技术实施例的自供能系统，通过能量采集单元采集环境中的磁场能量，并输出相应的交流电压，通过能量转换单元将交流电压转换为充电电压，以对储能单元进行充电，通过储能单元对负载供电，控制单元根据充电电压和交流电压对储能单元和能量转换单元进行控制。由此，该自供能系统，能够采集环境中的磁场能量，并对磁场能量进行转换，以为储能单元充电，由储能单元为负载提供能量，使用寿命长、成本低、体积小，便于设备安装维护。
[0007]另外，根据本专利技术上述实施例的自供能系统，还可以具有如下的附加技术特征：
[0008]根据本专利技术的一个实施例，所述能量转换单元包括：电压转换模块，所述电压转换模块与所述能量采集单元相连，用于将所述交流电压转换为直流电压；最大功率追踪模块，所述最大功率追踪模块与所述电压转换模块相连，用于根据所述直流电压进行最大功率追踪；升压模块，所述升压模块与所述最大功率追踪模块相连；其中，所述控制单元还用于根据所述最大功率追踪模块的最大功率追踪结果确定所述最大功率追踪模块的输出电压大于或等于第一预设电压阈值时，直接启动所述升压模块对所述最大功率追踪模块的输出电压进行升压处理，以获得所述充电电压。
[0009]根据本专利技术的一个实施例，所述能量转换单元还包括：自启动模块，所述自启动模块分别与所述最大功率追踪模块和所述升压模块相连；其中，所述控制单元，还用于根据所述最大功率追踪模块的最大功率追踪结果确定所述最大功率追踪模块的输出电压小于第一预设电压阈值时，通过所述自启动模块控制所述升压模块进行启动，以便所述升压模块对所述自启动模块的输出电压进行升压处理，以获得所述充电电压。
[0010]根据本专利技术的一个实施例，所述储能单元包括：主充放电模块和备充放电模块，其中，所述控制单元还用于，在所述主充放电模块进行充电时检测所述主充放电模块的电压，并在所述主充放电模块的电压大于过充电压阈值时，控制所述能量转换单元切换给所述备充放电模块充电；在所述主充放电模块进行放电时检测所述主充放电模块的输出电压，并在所述主充放电模块的输出电压小于过放电压阈值时，控制所述备充放电模块为所述负载供电。
[0011]根据本专利技术的一个实施例，所述控制单元还用于，在所述主充放电模块的电压和所述备充放电模块的电压均大于所述过充电压阈值时，控制所述能量转换单元直接给所述负载供电。
[0012]根据本专利技术的一个实施例，上述的自供能系统还包括：升降压单元，所述升降压单元分别与所述能量转换单元和所述储能单元相连，用于对所述能量转换单元的充电电压或所述储能单元的输出电压进行升降压转换；多路输出稳压单元，所述多路输出稳压单元分别与所述升降压单元和所述负载相连，用于将升降压转换后的电压输出给相应的负载。
[0013]根据本专利技术的一个实施例，所述能量采集单元包括：电磁感应能量采集器，所述电磁感应能量采集器采用蝴蝶结形设计。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，所述电磁感应能量采集器包括：第一本体，所述第一本体具有相对的第一端和第二端，且所述第一本体的侧壁绕设有线圈；第二本体，所述第一本体的第一端和/或所述第二端设置有第二本体，从所述第二本体与所述第一本体连接的端部至所述第二本体远离所述第一本体的端部方向，所述第二本体的纵截面面积逐渐增加，且所述第二本体远离所述第一本体的端部的纵截面面积大于所述第一本体的纵截面面积；其中，所述电磁感应能量采集器通过所述线圈采集环境中电磁感应产生的变化的磁场能量。
[0015]根据本专利技术的一个实施例，所述第一本体的中心轴线与所述第二本体的中心轴线共线。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，所述第二本体靠近所述第一本体的端部截面形状与所述第一本体的截面形状相同。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，所述第一本体和/或所述第二本体构造为锰锌铁氧体。
[0018]为达到上述目的，本专利技术第二方面实施例提出了一种智能监测设备，包括上述的自供能系统。
[0019]本专利技术实施例的智能监测设备，通过上述的自供能系统，可以为负载不间断地供电，供电可靠性高，并且使用寿命长、成本低、体积小，便于安装维护。
[0020]本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0021]图1为根据本专利技术实施例的自供能系统的方框示意图；
[0022]图2为根据本专利技术一个实施例的自供能系统的方框示意图；
[0023]图3为根据本专利技术另一个实施例的自供能系统的方框示意图；
[0024]图4为根据本专利技术一个实施例的磁感应能量采集器的示意图；
[0025]图5为根据本专利技术实施例的智能监测设备的方框示意图。
具体实施方式
[0026]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]下面参考附图描述本专利技术实施例提出的自供能系统和智能监测设备。
[0028]图1为根据本专利技术实施例的自供能系统的方框示意图。
[0029]在本专利技术的一个实施例中，该自供能系统100可应用于电力领域高空输电线路以及地下线缆监测设备中。
[0030]如图1所示，本专利技术实施例的自供能系统100，可包括：能量采集单元10、能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自供能系统，其特征在于，包括：能量采集单元、能量转换单元、储能单元和控制单元，其中，所述能量采集单元用于采集环境中的磁场能量，并输出相应的交流电压；所述能量转换单元分别与所述能量采集单元和所述储能单元相连，用于将所述交流电压转换为充电电压，以对所述储能单元进行充电；所述储能单元与负载相连，用于对所述负载供电；所述控制单元分别与所述能量转换单元和所述储能单元相连，用于根据所述充电电压和所述交流电压对所述储能单元和所述能量转换单元进行控制。2.根据权利要求1所述的自供能系统，其特征在于，所述能量转换单元包括：电压转换模块，所述电压转换模块与所述能量采集单元相连，用于将所述交流电压转换为直流电压；最大功率追踪模块，所述最大功率追踪模块与所述电压转换模块相连，用于根据所述直流电压进行最大功率追踪；升压模块，所述升压模块与所述最大功率追踪模块相连；其中，所述控制单元还用于根据所述最大功率追踪模块的最大功率追踪结果确定所述最大功率追踪模块的输出电压大于或等于第一预设电压阈值时，直接启动所述升压模块对所述最大功率追踪模块的输出电压进行升压处理，以获得所述充电电压。3.根据权利要求2所述的自供能系统，其特征在于，所述能量转换单元还包括：自启动模块，所述自启动模块分别与所述最大功率追踪模块和所述升压模块相连；其中，所述控制单元，还用于根据所述最大功率追踪模块的最大功率追踪结果确定所述最大功率追踪模块的输出电压小于第一预设电压阈值时，通过所述自启动模块控制所述升压模块进行启动，以便所述升压模块对所述自启动模块的输出电压进行升压处理，以获得所述充电电压。4.根据权利要求1所述的自供能系统，其特征在于，所述储能单元包括：主充放电模块和备充放电模块，其中，所述控制单元还用于，在所述主充放电模块进行充电时检测所述主充放电模块的电压，并在所述主充放电模块的电压大于过充电压阈值时，控制所述能量转换单元切换给所述备充放电模块充电；在所述主充放电模块进行放电时检测所述主充放电模块的输出电压，并在所述主充放电模块的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘羽，刘浩，郑哲，孙婉丽，马磊，王通，成东林，乔磊，杜鹃，赵军伟，
申请(专利权)人：国网信息通信产业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：