CN109546761A - 一种能量收集电路及终端 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种能量收集电路及终端，涉及物联网领域，解决了由于接收到的电磁波有限导致终端的电池的续航能力较低的问题。具体方案为：能量收集电路包括处理器、射频收发器、能量转换模块、电源管理模块、第一天线组以及第二天线组。处理器，用于在确定射频收发器处于关闭状态时，将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号传输至能量转换模块；能量转换模块，用于将接收到的天线的信号的电磁波转换成电能，并将转换后的电能发送至电源管理模块；电源管理模块，用于采用接收到的电能为电池供电。本发明实施例用于蜂窝物联网终端的电池供电的过程中。

Description

一种能量收集电路及终端

技术领域

本发明实施例涉及物联网领域，尤其涉及一种能量收集电路及终端。

背景技术

随着蜂窝物联网的兴起，基于增强机器类通信(Enhanced Machine-TypeCommunication，eMTC)技术和窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)技术的蜂窝物联网终端开始在市场上出现，该终端具有尺寸小、电池供电、对于信息传输的需求有限等特点。基于这些特点，该终端的设计以降低系统复杂度和功耗成本，提升设备使用寿命为原则。但在诸多的应用场景中，电池的续航能力是该终端在设计中需重点考虑的问题。

在现有技术中，假设蜂窝物联网终端包括两根天线，那么在该终端的射频收发器工作状态下，可以通过其中一根天线收发数据，同时通过另一根天线接收信号，并将该信号的电磁波转换为电能，为电池供电。但是，现有技术中由于接收到的电磁波有限，使得转换后的电能较少，从而导致电池的续航能力较低，因此，如何最大限度的提升电磁波的能量转换是目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种能量收集电路及终端，解决了由于接收到的电磁波有限导致终端的电池的续航能力较低的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种能量收集电路，该能量收集电路可以包括：处理器、射频收发器、能量转换模块、电源管理模块、第一天线组以及第二天线组，第一天线组包括N根第一天线，第二天线组包括M根第二天线，N、M为大于或等于1的整数。其中，电源管理模块包括电池，N根第一天线分别与能量转换模块连接，M根第二天线分别与射频收发器连接。处理器，用于在确定射频收发器处于关闭状态时，将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号传输至能量转换模块；能量转换模块，用于将接收到的天线的信号的电磁波转换成电能，并将转换后的电能发送至电源管理模块；电源管理模块，用于采用接收到的电能为电池供电。

结合第一方面，在一种可能的实现方式中，能量收集电路还可以包括：与N根第一天线一一对应的第一单刀双掷开关，与M根第二天线一一对应的第二单刀双掷开关。其中，第一单刀双掷开关的输入端与能量转换模块连接，第一单刀双掷开关的第一输出端连接第二单刀双掷开关的第一输出端，第一单刀双掷开关的第二输出端连接第一天线；第二单刀双掷开关的输入端与第二天线连接，第二单刀双掷开关的第二输出端连接射频收发器。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，处理器，具体用于：在确定射频收发器处于关闭状态时，控制第一单刀双掷开关打到第二输出端；或者，在确定射频收发器处于关闭状态时，控制第一单刀双掷开关打到第一输出端，并控制第二单刀双掷开关打到第一输出端。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，能量收集电路还可以包括：设置在第一天线和第一单刀双掷开关的第二输出端之间的第一耦合器、设置在第二天线和第二单刀双掷开关的输入端之间的第二耦合器，以及与第一耦合器和第二耦合器连接的比较器。第一耦合器，用于将第一天线接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至比较器；第二耦合器，用于将第二天线接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至比较器；比较器，用于在开启后，从N根第一天线和M根第二天线中，选择耦合后的信号的能量最强的目标天线，并向处理器发送目标天线的信息。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，处理器，具体用于：在确定射频收发器处于关闭状态时，控制比较器开启；如果目标天线为一根第一天线，则控制该一根第一天线对应的第一单刀双掷开关打到第二输出端；如果目标天线为一根第二天线，则控制对应的第一单刀双掷开关打到第一输出端，并控制该一根第二天线对应的第二单刀双掷开关打到第一输出端。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，处理器，还用于在确定射频收发器处于工作状态时，控制比较器关闭。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，能量收集电路还可以包括：与N根第一天线一一对应的双刀双掷开关，与M根第二天线一一对应的单刀双掷开关。其中，双刀双掷开关的第一输入端和第二输入端，均与能量转换模块连接，双刀双掷开关的第一输出端连接单刀双掷开关的第一输出端，双刀双掷开关的第二输出端连接第一天线；单刀双掷开关的输入端与第二天线连接，单刀双掷开关的第二输出端连接射频收发器。

结合第一方面和上述可能的实现方式，在另一种可能的实现方式中，处理器，具体用于：在确定射频收发器处于关闭状态时，控制双刀双掷开关的第一输入端与第二输出端连接，第二输入端与第一输出端连接，并控制单刀双掷开关打到第一输出端。

第二方面，本发明提供一种能量收集的控制方法，应用于如第一方面或第一方面的可能的实现方式中任意一项的能量收集电路。该方法可以包括：在确定射频收发器处于关闭状态时，将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号的电磁波转换成电能；采用转换后的电能为电池供电。

第三方面，提供一种终端，该终端可以包括：如第一方面或第一方面的可能的实现方式中任意一项的能量收集电路。

本发明提供的能量收集电路，通过在确定射频收发器处于关闭状态时，将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号的电磁波转换成电能，来为电池供电。这样，由于本发明能够在省电模式(Power Save Mode)下，将天线接收到的信号的电磁波转换成电能，与现有技术中的在省电模式下，天线处于闲置状态相比，转换后的电能更多，提高了终端的续航能力。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种能量收集电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种能量收集电路的工作流程图；

图3为本发明实施例提供的另一种能量收集电路的示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种能量收集电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的另一种能量收集电路的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种能量收集的控制方法的流程图；

图7为本发明实施例提供的一种终端的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的一种能量收集电路的示意图，如图1所示，该能量收集电路可以包括：处理器11、射频收发器12、能量转换模块13、电源管理模块14、第一天线组15以及第二天线组16，第一天线组15包括N根第一天线，第二天线组16包括M根第二天线，N、M为大于或等于1的整数。

其中，电源管理模块14可以包括电池141，N根第一天线15分别与能量转换模块13连接，M根第二天线16分别与射频收发器12连接，不同的天线用于接收不同频段的信号。

处理器11，用于在确定射频收发器12处于关闭状态时，将第一天线组15中的至少一根第一天线和/或第二天线组16中的至少一根第二天线接收到的信号传输至能量转换模块13。

能量转换模块13，用于将接收到的天线的信号的电磁波转换成电能，并将转换后的电能发送至电源管理模块14。

电源管理模块14，用于采用接收到的电能为电池141供电。

需要说明的是，在本发明实施例中，射频收发器的关闭状态指的是终端进入省电模式。具体的，图2为本发明实施例提供的一种能量收集电路的工作流程图，如图2所示，在刊时间段，射频收发器处于工作状态，在T2时间段，射频收发器处于关闭状态。

这样，通过在确定射频收发器处于关闭状态时，将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号的电磁波转换成电能，来为电池供电。由于本发明能够在省电模式下，将天线接收到的信号的电磁波转换成电能，与现有技术中的在省电模式下，天线处于闲置状态相比，转换后的电能更多，提高了终端的续航能力。

进一步的，在本发明实施例中，基于图1，如图3所示，能量收集电路还可以包括：与N根第一天线15一一对应的第一单刀双掷开关17，与M根第二天线16一一对应的第二单刀双掷开关18。在本发明实施例的图3中以N和M均为1为例进行说明。

其中，第一单刀双掷开关17的输入端与能量转换模块13连接，第一单刀双掷开关17的第一输出端连接第二单刀双掷开关18的第一输出端，第一单刀双掷开关17的第二输出端连接第一天线15。第二单刀双掷开关18的输入端与第二天线16连接，第二单刀双掷开关18的第二输出端连接射频收发器12。

基于图3，处理器11，具体用于：在确定射频收发器12处于关闭状态时，控制第一单刀双掷开关17打到第二输出端，以对第一天线15接收到的信号的电磁波进行转换。或者，处理器11，具体用于在确定射频收发器12处于关闭状态时，控制第一单刀双掷开关17打到第一输出端，并控制第二单刀双掷开关18打到第一输出端，以对第二天线16接收到的信号的电磁波进行转换。这样，处理器通过控制第一单刀双掷开关和第二单刀双掷开关的切换，能够实现任意选择一根天线，对该天线接收到的信号的电磁波进行转换。

相应的，处理器11，还用于在确定射频收发器12处于工作状态时，控制第一单刀双掷开关17打到第二输出端，以对第一天线15接收到的信号的电磁波进行转换，并控制第二单刀双掷开关18打到第二输出端，以通过第二天线16进行数据的接收。

需要说明的是，在第一天线组和第二天线组均包括多根天线的情况下，处理器能够通过控制与每根第一天线对应的第一单刀双掷开关的切换，以及与每根第二天线对应的第二单刀双掷开关的切换，来实现选择多根第一天线中的至少一根，对该至少一根第一天线接收到的信号的电磁波进行转换，或者，实现选择多根第二天线中的至少一根，对该至少一根第二天线接收到的信号的电磁波进行转换。

另外，在本发明实施例中，处理器可以通过控制信号控制单刀双掷开关的切换。

进一步的，在本发明实施例中，基于图3，如图4所示，能量收集电路还可以包括：设置在第一天线15和第一单刀双掷开关17的第二输出端之间的第一耦合器21、设置在第二天线16和第二单刀双掷开关18的输入端之间的第二耦合器22，以及与第一耦合器21和第二耦合器22连接的比较器23。

第一耦合器21，用于将第一天线15接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至比较器23。

第二耦合器22，用于将第二天线16接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至比较器23。

比较器23，用于在开启后，从N根第一天线15和M根第二天线16中，选择耦合后的信号的能量最强的目标天线，并向处理器11发送目标天线的信息。

基于图4，处理器11，具体用于：在确定射频收发器12处于关闭状态时，控制比较器23开启；如果目标天线为第一天线15，则控制第一天线15对应的第一单刀双掷开关17打到第二输出端，以对第一天线15接收到的信号的电磁波进行转换；如果目标天线为第二天线16，则控制对应的第一单刀双掷开关17打到第一输出端，并控制第二天线16对应的第二单刀双掷开关18打到第一输出端，以对第二天线16接收到的信号的电磁波进行转换。这样，便能够实现从所有天线中选择信号强度最强的天线，对该天线接收到的信号的电磁波进行转换。

需要说明的是，处理器11，还用于在确定射频收发器12处于工作状态时，控制比较器23关闭。

进一步的，在本发明实施例中，基于图1，如图5所示，能量收集电路还可以包括：与N根第一天线15一一对应的双刀双掷开关31，以M根第二天线16一一对应的单刀双掷开关32。在本发明实施例的图5中以N和M均为1为例进行说明。

其中，双刀双掷开关31的第一输入端和第二输入端，均与能量转换模块13连接，双刀双掷开关31的第一输出端连接单刀双掷开关32的第一输出端，双刀双掷开关31的第二输出端连接第一天线15。单刀双掷开关32的输入端与第二天线16连接，单刀双掷开关32的第二输出端连接射频收发器12。

基于图5，处理器11，具体用于：在确定射频收发器12处于关闭状态时，控制双刀双掷开关31的第一输入端与第二输出端连接，第二输入端与第一输出端连接，并控制单刀双掷开关32打到第一输出端，以实现将第一天线和第二天线接收到的信号的电磁波均转换为电能。且，在N和M均大于1的情况下，处理器也可以通过控制双刀双掷开关31和单刀双掷开关32的切换，来对终端包括的所有天线接收到的信号的电磁波进行转换。

进一步的，在本发明实施例中，基于图5，能量收集电路还可以包括：设置在第一天线15和双刀双掷开关31的第二输出端之间的耦合器、设置在第二天线16和单刀双掷开关32的输入端之间的耦合器，以及与耦合器连接的比较器。这样，控制器便可以从所有天线中选择耦合后的信号的能量最强的目标天线，并根据选择结果控制双刀双掷开关31和单刀双掷开关32的切换，来实现将目标天线接收到的电磁波转换成电能。

图6为本发明实施例提供的一种能量收集的控制方法的流程图，该方法应用于如图1-图5中任一所述的能量收集电路，如图6所示，该方法可以包括：

401、确定射频收发器处于关闭状态。

402、将第一天线组中的至少一根第一天线和/或第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号的电磁波转换成电能。

403、采用转换后的电能为电池供电。

本发明提供的能量收集的控制方法，由于能够在省电模式下，将天线接收到的信号的电磁波转换成电能，与现有技术中的在省电模式下，天线处于闲置状态相比，转换后的电能更多，提高了终端的续航能力。

图7为本发明实施例提供的一种终端的示意图，如图7所示，该终端可以包括：如图1-图5中任一所述的能量收集电路。

本发明实施例提供的终端包含上述能量收集电路，因此可以达到与上述能量收集电路相同的效果。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种能量收集电路，其特征在于，所述能量收集电路包括：处理器、射频收发器、能量转换模块、电源管理模块、第一天线组以及第二天线组，所述第一天线组包括N根第一天线，所述第二天线组包括M根第二天线，N、M为大于或等于1的整数；

其中，所述电源管理模块包括电池，所述N根第一天线分别与所述能量转换模块连接，所述M根第二天线分别与所述射频收发器连接；

所述处理器，用于在确定所述射频收发器处于关闭状态时，将所述第一天线组中的至少一根第一天线和/或所述第二天线组中的至少一根第二天线接收到的信号传输至所述能量转换模块；

所述能量转换模块，用于将接收到的天线的信号的电磁波转换成电能，并将转换后的电能发送至所述电源管理模块；

所述电源管理模块，用于采用接收到的所述电能为所述电池供电。

2.根据权利要求1所述的能量收集电路，其特征在于，所述能量收集电路还包括：与所述N根第一天线一一对应的第一单刀双掷开关，与所述M根第二天线一一对应的第二单刀双掷开关；

其中，所述第一单刀双掷开关的输入端与所述能量转换模块连接，所述第一单刀双掷开关的第一输出端连接所述第二单刀双掷开关的第一输出端，所述第一单刀双掷开关的第二输出端连接所述第一天线；所述第二单刀双掷开关的输入端与所述第二天线连接，所述第二单刀双掷开关的第二输出端连接所述射频收发器。

3.根据权利要求2所述的能量收集电路，其特征在于，所述处理器，具体用于：

在确定所述射频收发器处于所述关闭状态时，控制所述第一单刀双掷开关打到第二输出端；或者，

在确定所述射频收发器处于所述关闭状态时，控制所述第一单刀双掷开关打到第一输出端，并控制所述第二单刀双掷开关打到第一输出端。

4.根据权利要求2所述的能量收集电路，其特征在于，所述能量收集电路还包括：设置在所述第一天线和所述第一单刀双掷开关的第二输出端之间的第一耦合器、设置在所述第二天线和所述第二单刀双掷开关的输入端之间的第二耦合器，以及与所述第一耦合器和所述第二耦合器连接的比较器；

所述第一耦合器，用于将所述第一天线接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至所述比较器；

所述第二耦合器，用于将所述第二天线接收到的信号进行耦合，并将耦合后的信号传输至所述比较器；

所述比较器，用于在开启后，从所述N根第一天线和所述M根第二天线中，选择耦合后的信号的能量最强的目标天线，并向处理器发送所述目标天线的信息。

5.根据权利要求4所述的能量收集电路，其特征在于，所述处理器，具体用于：

在确定所述射频收发器处于所述关闭状态时，控制所述比较器开启；

如果所述目标天线为一根第一天线，则控制所述一根第一天线对应的第一单刀双掷开关打到第二输出端；

如果所述目标天线为一根第二天线，则控制对应的第一单刀双掷开关打到第一输出端，并控制所述一根第二天线对应的所述第二单刀双掷开关打到第一输出端。

6.根据权利要求4所述的能量收集电路，其特征在于，

所述处理器，还用于在确定所述射频收发器处于工作状态时，控制所述比较器关闭。

7.根据权利要求1所述的能量收集电路，其特征在于，所述能量收集电路还包括：与所述N根第一天线一一对应的双刀双掷开关，与所述M根第二天线一一对应的单刀双掷开关；

其中，所述双刀双掷开关的第一输入端和第二输入端，均与所述能量转换模块连接，所述双刀双掷开关的第一输出端连接所述单刀双掷开关的第一输出端，所述双刀双掷开关的第二输出端连接所述第一天线；所述单刀双掷开关的输入端与所述第二天线连接，所述单刀双掷开关的第二输出端连接所述射频收发器。

8.根据权利要求7所述的能量收集电路，其特征在于，所述处理器，具体用于：

在确定所述射频收发器处于所述关闭状态时，控制所述双刀双掷开关的第一输入端与第二输出端连接，第二输入端与第一输出端连接，并控制所述单刀双掷开关打到第一输出端。

9.一种终端，应用于蜂窝物联网，其特征在于，所述终端包括：如权利要求1-8中任一项所述的能量收集电路。