【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线传感器，尤其涉及一种自供能无线传感节点及系统。
技术介绍
1、随着物联网、智能化无人平台的发展，对传感器节点的需求越来越多。
2、现有技术中，传感器常采用电池供电或外部能源供电。但是电池供电或外部能源供电的方式资源利用率低，工作时长受限于能量供应，无法满足未来设备对轻量化、智能化、资源高效利用的需求。
3、所以，如何实现无线传感节点的自供能，以替代现有技术中的电池供电或外部能源供电，是亟需解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种自供能无线传感节点及系统，用以解决现有技术中采用电池供电或外部能源供电资源利用率低，工作时长受限于能量供应的缺陷。
2、本专利技术提供一种自供能无线传感节点，其特征在于，包括：
3、发电模块，用于根据空间变量信息产生电能；
4、储能模块，所述储能模块与所述发电模块连接，用于接收发电模块发送的电能并进行存储；
5、开关模块，所述开关模块分别与无线传感节点以及所述储能模块连接，用于控制所述储能模块给所述无线传感节点供电；
6、无线传感节点，与总控端实现无线连接，将对空间环境的探测量生成对应的频率信号传输至总控端，以使所述总控端根据接收到的频率信号进行计算，得到所述无线传感节点的所述探测量。
7、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述无线传感节点包括：
8、传感器，所述传感器的一端接地，所述传感器的另一端与模拟放大器的第
9、模拟放大器，所述模拟放大器的第二输入端通过调节电阻与输出端连接，所述模拟放大器的输出端与压控振荡器的输入端连接，所述模拟放大器根据所述初级电压和调节电阻生成调谐电压，并将所述调谐电压输出至压控振荡器；
10、压控振荡器，所述压控振荡器根据所述调谐电压生成频率信号，所述压控振荡器的输出端与匹配天线连接，用于将所述频率信号通过匹配天线辐射到空间，并被总控端的宽带天线接收，以使所述总控端根据接收到的频率信号进行计算，得到对应传感节点的等效阻值，并根据所述传感节点的等效阻值计算得到空间环境的探测量；
11、所述传感器、所述模拟放大器和所述压控振荡器均与所述开关模块连接。
12、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述发电模块为振动发电片或温差发电器件，其中，所述振动发电片利用机械振动作为空间变量信息，所述温差发电器件利用温度差作为空间变量信息。
13、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述储能模块包括：低势垒肖特基二极管和电容组；
14、所述低势垒肖特基二极管连接于所述发电模块与所述电容组之间，用于实现所述发电模块与所述储能模块间的单向导通；
15、所述电容组包括多个并联的电容，用于存储所述发电模块产生的电能。
16、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述开关模块包括：偏置电路、退耦电容组和mos管；
17、所述偏置电路包括第一偏置电阻和第二偏置电阻，所述第一偏置电阻的一端连接所述储能模块的输出端，另一端连接所述mos管的栅极；所述第二偏置电阻的一端连接所述mos管的栅极，另一端接地；
18、所述退耦电容组的一端连接所述储能模块的输出端，另一端接地；
19、所述mos管的漏极通过第三电阻连接所述退耦电容组，所述mos管的源极与所述无线传感节点连接；
20、当所述储能模块两端的电压达到无线传感节点的工作所需电压时， 所述mos管导通，所述储能模块为所述无线传感节点供电；
21、当所述储能模块两端的电压低于无线传感节点的工作所需电压时，所述mos管关闭，所述储能模块继续充电，直到所储电能达到所述无线传感节点的工作所需电压时，所述mos管再次开启供电。
22、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述调节电阻包括：串联的第一调节电阻和第二调节电阻，所述第一调节电阻与所述模拟放大器的输出端连接，所述第二调节电阻与地连接；
23、所述模拟放大器的第二输入端通过所述第一调节电阻与所述模拟放大器的输出端连接。
24、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述传感器的另一端还连接有匹配电阻；通过所述传感器根据对空间环境的探测量得到等效阻值，并根据所述等效阻值、所述匹配电阻的阻值以及电源电压，得到所述传感器的初级电压。
25、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，所述压控振荡器与所述匹配天线之间还通过隔直电容连接，以将所述压控振荡器的频率信号中的直流噪声信号进行过滤。
26、根据本专利技术提供的自供能无线传感节点，根据所述传感节点的等效阻值计算得到空间环境的探测量，包括：
27、；
28、其中，r25为所述传感器在常温下对应的等效阻值；r2为传感节点的等效阻值；a，b，c，d为传感器常数，t为空间环境的探测量。
29、本专利技术还提供一种自供能无线传感系统，所述自供能无线传感系统包括总控端以及多个如上所述的自供能无线传感节点；
30、多个所述自供能无线传感节点通过宽带天线与所述总控端连接，且多个所述自供能无线传感节点输出的频率信号之间通过不同带宽彼此隔离；
31、所述总控端根据接收到的频率信号进行计算，得到对应自供能无线传感节点的等效阻值，并根据所述自供能无线传感节点的等效阻值计算得到空间环境的探测量。
32、本专利技术提供的自供能无线传感节点及系统，通过发电模块根据空间变量信息产生电能，并将电能存储于储能模块；通过开关模块控制储能模块给无线传感节点供电，以实现通过无线传感节点将对空间环境的探测量生成对应的频率信号传输至总控端，以使总控端根据接收到的频率信号进行计算，得到无线传感节点的探测量，本专利技术的方案实现了对无线传感节点的自供能，克服了采用电池供电或外部能源供电资源利用率低，工作时长受限于能量供应的缺陷，满足了设备对传感节点的轻量化、智能化、资源高效利用的需求。
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1.一种自供能无线传感节点，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述无线传感节点包括：
3.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述发电模块为振动发电片或温差发电器件，其中，所述振动发电片利用机械振动作为空间变量信息，所述温差发电器件利用温度差作为空间变量信息。
4.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述储能模块包括：低势垒肖特基二极管和电容组；
5.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述开关模块包括：偏置电路、退耦电容组和MOS管；
6.根据权利要求2所述的自供能无线传感节点，其特征在于，
7.根据权利要求2所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述传感器的另一端还连接有匹配电阻；
8.根据权利要求2所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述压控振荡器与所述匹配天线之间还通过隔直电容连接，以将所述压控振荡器的频率信号中的直流噪声信号进行过滤。
9.根据权利要求2所述的自供能无线传感节点，其特征
10.一种自供能无线传感系统，其特征在于，所述自供能无线传感系统包括总控端以及多个如权利要求1至9任一项所述的自供能无线传感节点；
...【技术特征摘要】
1.一种自供能无线传感节点，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述无线传感节点包括：
3.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述发电模块为振动发电片或温差发电器件，其中，所述振动发电片利用机械振动作为空间变量信息，所述温差发电器件利用温度差作为空间变量信息。
4.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述储能模块包括：低势垒肖特基二极管和电容组；
5.根据权利要求1所述的自供能无线传感节点，其特征在于，所述开关模块包括：偏置电路、退耦电容组和mos管；
6.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔海东，闫利波，王忠峰，常盛，王洪国，骆飞，邓伯金，刘洋，
申请(专利权)人：北京国科天迅科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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