CN104868609B - 具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法，供电系统包括能量接收部分、能量发射部分、无线传感器网络和电源，能量接收部分包括若干个接收电路，无线传感器网络中包括若干无线传感器网络节点，所有接收电路和无线传感器网络节点分布在同一平面上，能量发射部分包括若干个发射电路，所有发射电路有规律地分布在接收电路下方的另一平面上，接收电路所在的平面与发射电路所在的平面相互平行。每个发射电路分别通过一开关接入电源，每个接收电路分别连接一个的无线传感器网络节点。本发明通过磁场实现能量的供给，可避免易燃易爆气体和电源的接触，减小了安全隐患，特别适用于易燃易爆气体的化工行业、煤矿行业及一些特殊行业。

Description

具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种非接触式供电系统，特别涉及一种具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法。
背景技术
当前，无线传感器网络中传感器节点能量严重受限，如果节点的能量用尽，该节点基本就废弃了。当所有的节点废弃后，无线传感器网络就不能再继续使用了。所以提高网络生命期成为无线传感器网络研究的重点方向。而现有技术都是尽可能提高能量效率，降低能耗等手段，比如采用各种无线传感器网络的节点分簇算法。在现实工程系统中，系统由于环境和场所的原因，没有一种无线传感器网络方案是直接对节点进行充电的，造成了系统的过早失效。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有无线传感器网络中传感器节点能量受限的不足，本发明提供一种具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有记忆功能的非接触式供电系统，包括能量接收部分、能量发射部分、无线传感器网络和电源。
所述能量接收部分包括若干个接收电路，所述无线传感器网络中包括若干无线传感器网络节点，所有接收电路和无线传感器网络节点分布在同一平面上，所述能量发射部分包括若干个发射电路，所有发射电路有规律地分布在接收电路下方的另一平面上，接收电路所在的平面与发射电路所在的平面相互平行。
每个发射电路分别通过一控制开关并联接入电源，所述能量接收部分感应接收所述能量发射部分发出的能量，每个接收电路分别连接一个所述的无线传感器网络节点。
所有发射电路以矩阵分布的形式有规律地分布在接收电路下方的同一平面上。
还包括图像采集装置和CPU控制模块，所述图像采集装置设置在所述能量接收部分的上方，所述CPU控制模块接收图像采集装置采集的信息，所述控制开关通过所述CPU控制模块控制。
所述接收电路和发射电路均为LC谐振电路，能量发射部分通过高频交变的磁场将能量传输给能量接收部分，进而实现无线传感器网络节点的供电。
一种具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，所述能量发射部分包括n个发射电路，将n个发射电路以矩阵的方式存储在CPU控制模块中，记为记忆矩阵，记忆矩阵中各元素的初始值为0；CPU控制模块通过图像采集装置获取接收电路所在平面内的无线传感器网络节点的位置信息，并将该位置下方的能量发射部分记忆矩阵中对应的元素置为1，保存新的记忆矩阵；按照新的记忆矩阵中的元素控制发射电路的接通和断开，“1”为接通；“0”为断开。
一旦在平面上增加或是删除了无线传感器网络节点，只要重新获取发生变动的无线传感器网络节点的位置信息，更新并保存该记忆矩阵即可。
本发明的有益效果是，本发明的具有记忆功能的非接触式供电系统及其实现方法，通过磁场实现能量的供给，可避免易燃易爆气体和电源的接触，减小了安全隐患，特别适用于易燃易爆气体的化工行业、煤矿行业及一些特殊行业。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的具有记忆功能的非接触式供电系统的结构框图。
图2是本发明的具有记忆功能的非接触式供电系统中能量接收部分的平面分布示意图。
图3是本发明的具有记忆功能的非接触式供电系统中能量发射部分的平面分布示意图。
图中1、能量接收部分和无线传感器网络节点所在的平面，11、接收电路和无线传感器网络节点的组合结构，2、能量发射部分所在的平面，21、发射电路。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明的一种具有记忆功能的非接触式供电系统，包括能量接收部分、能量发射部分、无线传感器网络和电源。
所述能量接收部分包括m个接收电路，所述无线传感器网络中包括若干无线传感器网络节点，如图2所示，图2中的小方块均是接收电路和无线传感器网络节点的组合结构11，所有接收电路和无线传感器网络节点分布在同一平面上，m个接收电路和无线传感器网络节点的组合结构11随机分布在同一平面内。
所述能量发射部分包括n个发射电路，如图3所示，图3中的小方块均是发射电路21，所有发射电路以矩阵分布的形式有规律地分布在接收电路下方的另一平面上，且n个发射电路铺满整个平面，则该平面被分成n个区域。接收电路所在的平面与发射电路所在的平面相互平行。
每个发射电路分别通过一控制开关并联接入电源，所述能量接收部分感应接收所述能量发射部分发出的能量，每个接收电路分别连接一个所述的无线传感器网络节点。
还包括图像采集装置和CPU控制模块，所述图像采集装置设置在所述能量接收部分的上方，所述CPU控制模块接收图像采集装置采集的信息，所述控制开关通过所述CPU控制模块控制。
所述接收电路和发射电路均为LC谐振电路，即矩形电感与谐振电容组成的谐振电路。发射电路和接收电路并不需要一一对应，每一个发射电路给其对应范围内的无线传感器网络节点供电，范围内有几个接收电路，就对这几个接收电路供电。接收电路的矩形电感尺寸要比发射电路的尺寸小。
一种所述的具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，将n个发射电路以矩阵的方式存储在CPU控制模块中，记为记忆矩阵，记忆矩阵中各元素的初始值为0；CPU控制模块通过图像采集装置获取接收电路所在平面内的无线传感器网络节点的位置信息，并将该位置下方的能量发射部分记忆矩阵中对应的元素置为1，保存新的记忆矩阵；按照新的记忆矩阵中的元素控制发射电路的接通和断开，“1”为接通；“0”为断开。
一旦在平面上增加或是删除了无线传感器网络节点，只要重新获取发生变动的无线传感器网络节点的位置信息，更新并保存该记忆矩阵即可。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (5)

1.一种具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，具有记忆功能的非接触式供电系统包括能量接收部分、能量发射部分、无线传感器网络和电源；
所述能量接收部分包括若干个接收电路，所述无线传感器网络中包括若干无线传感器网络节点，所有接收电路和无线传感器网络节点分布在同一平面上，所述能量发射部分包括若干个发射电路，所有发射电路有规律地分布在接收电路下方的另一平面上，接收电路所在的平面与发射电路所在的平面相互平行；
每个发射电路分别通过一控制开关并联接入电源，所述能量接收部分感应接收所述能量发射部分发出的能量，每个接收电路分别连接一个所述的无线传感器网络节点；
其特征在于：所述能量发射部分包括n个发射电路，将n个发射电路以矩阵的方式存储在CPU控制模块中，记为记忆矩阵，记忆矩阵中各元素的初始值为0；
CPU控制模块通过图像采集装置获取接收电路所在平面内的无线传感器网络节点的位置信息，并将该位置下方的能量发射部分记忆矩阵中对应的元素置为1，保存新的记忆矩阵；
按照新的记忆矩阵中的元素控制发射电路的接通和断开，“1”为接通；“0”为断开。
2.如权利要求1所述的具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，其特征在于：一旦在平面上增加或是删除了无线传感器网络节点，只要重新获取发生变动的无线传感器网络节点的位置信息，更新并保存该记忆矩阵即可。
3.如权利要求1 所述的具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，其特征在于：所有发射电路以矩阵分布的形式有规律地分布在接收电路下方的同一平面上。
4.如权利要求1 所述的具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，其特征在于：还包括图像采集装置和CPU控制模块，所述图像采集装置设置在所述能量接收部分的上方，所述CPU控制模块接收图像采集装置采集的信息，所述控制开关通过所述CPU控制模块控制。
5.如权利要求1 所述的具有记忆功能的非接触式供电系统的实现方法，其特征在于：所述接收电路和发射电路均为LC谐振电路。
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