CN112258822A - 一种压电式电源采集的无线传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是一种压电式电源采集的无线传感器，包括微处理器和温度采样模块，所述的微处理器的电源输入端与电源开关模块连接，所述的电源开关模块的输入端上设有可逆压电效应能量收集供电的压电式电源系统，所述的温度采样模块的采样信息输出端与位处理器的信息输入端连接，所述的微处理器的无线信号输出端通过无线模块直接与显示模块连接，采用逆电压效应收集能量给测温装置进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性。
Description
技术领域
本发明主要用于无线传感器采集检测技术方面领域，主要涉及一种压电式电源采集的无线传感器。
背景技术
在温度监测领域，传统上大部分是通过温度计对待测环境的温度进行测量，然后在经过人工进行观察和记录，人员测量数据采集时间间隔较大，难以对待测环境的温度进行有效的测量和监控，难以对异常情况进行及时有效的告警和处理，尤其是对于测温装置的电源供电方面，目前市场上的测温装置大部分都是采用外界电源供电、CT供电等方式进行供电，这种方式安装不方便，可靠性低，并且可能会影响设备运行的安全，还有CT供电方式在小电流环境下无法检为检测电路提供足够的能量，且故障录搞，安装和调试比较困难，在很大程度上提高了装置安装和后期调试的难度，调节不方便，后期调节和维护成本较高。
因此，提供一种压电式电源采集的无线传感器，通过对传统的温度采集检测系统的供电方式及供电系统进行有效的改进，采用逆电压效应收集能量给测温装置进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性，同时，本申请所采用的系统结构简单，方便安装，没有外部引线，能够有效的提高传感器在高压环境下的工作安全性能，且通过2.4G无线模块进行数据传输，能够有效的提高信息传递的安全性能，安装方便，通信距离更远，有效的解决了本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种压电式电源采集的无线传感器，通过对传统的温度采集检测系统的供电方式及供电系统进行有效的改进，采用逆电压效应收集能量给测温装置进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性，同时，本申请所采用的系统结构简单，方便安装，没有外部引线，能够有效的提高传感器在高压环境下的工作安全性能，且通过2.4G无线模块进行数据传输，能够有效的提高信息传递的安全性能，安装方便，通信距离更远。
为解决背景技术中所述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种压电式电源采集的无线传感器，包括微处理器和温度采样模块，所述的微处理器的电源输入端与电源开关模块连接，所述的电源开关模块的输入端上设有可逆压电效应能量收集供电的压电式电源系统，所述的温度采样模块的采样信息输出端与位处理器的信息输入端连接，所述的微处理器的无线信号输出端通过无线模块直接与显示模块连接。
优选地，所述的压电式电源系统包括晶体、储能电容和能量收集芯片，所述的晶体两端分别与能量收集芯片能量接收端连接，所述的能量收集芯片的能量输出端与储能电容的电能输入的端连接，所述的储能电容的输出端直接与供电开关模块连接，通过压电式电源系统中的晶体进行采集高压交变电场和磁场中产生的微弱震动，以有效的对测温电路进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性。
优选地，所述的晶体采用的是LTC3588-1能量收集芯片，所述的芯片可直接采集高压交流电和大地之间的较强的交变电场和磁场，且产生微弱的电流，通过晶体采集交变电场和磁场产生的微弱电流，并且实时的储存在对应的后级储能电容当中，能够有效的取消外部供电依赖，能够有效的提高供电稳定程度。
优选地，所述的电源开关模块的控制输入端上设有电压检测芯片，所述的电压检测芯片采用的是XC61CC3002MR-G型号电压检测芯片检测电容电压，通过电源检测芯片来控制电源开关模块中的MOS管的启停，能够系统控制电源开通与闭合，既能够有效的保证电源的持续供电，同时还能够有效的降低功耗。
优选地，所述的微处理器与显示模块之间的无线模块采用的是可远程无线传输的2.4G无线模块，通过采用2.4G无线模块进行数据传输，不需要铺设通信电缆，提高安全性，并且可以同时接入大量节点，安装方便，通信距离更远。
优选地，所述的微处理器采用的是意法半导体构成的STM62L011低功耗的32位单片机微处理器。
本发明的有益效果是：
1)、采用逆电压效应收集能量给测温装置进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性。
2)、同时，本申请所采用的系统结构简单，方便安装，没有外部引线，能够有效的提高传感器在高压环境下的工作安全性能。
3)、且通过2.4G无线模块进行数据传输，能够有效的提高信息传递的安全性能，安装方便，通信距离更远。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种压电式电源采集的无线传感器的系统示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将对本发明作进一步的详细介绍。
请参考图1，一种压电式电源采集的无线传感器，包括微处理器和温度采样模块，所述的微处理器的电源输入端与电源开关模块连接，所述的电源开关模块的输入端上设有可逆压电效应能量收集供电的压电式电源系统，所述的温度采样模块的采样信息输出端与位处理器的信息输入端连接，所述的微处理器的无线信号输出端通过无线模块直接与显示模块连接。
进一步的，所述的压电式电源系统包括晶体、储能电容和能量收集芯片，所述的晶体两端分别与能量收集芯片能量接收端连接，所述的能量收集芯片的能量输出端与储能电容的电能输入的端连接，所述的储能电容的输出端直接与供电开关模块连接，通过压电式电源系统中的晶体进行采集高压交变电场和磁场中产生的微弱震动，以有效的对测温电路进行供电，无需外部电源，有效的避免测温电路对外部电源的依赖，有效的提高测温传感器的测温效率和稳定性。
进一步的，所述的晶体采用的是LTC3588-1能量收集芯片，所述的芯片可直接采集高压交流电和大地之间的较强的交变电场和磁场，且产生微弱的电流，通过晶体采集交变电场和磁场产生的微弱电流，并且实时的储存在对应的后级储能电容当中，能够有效的取消外部供电依赖，能够有效的提高供电稳定程度。
进一步的，所述的电源开关模块的控制输入端上设有电压检测芯片，所述的电压检测芯片采用的是XC61CC3002MR-G型号电压检测芯片检测电容电压，通过电源检测芯片来控制电源开关模块中的MOS管的启停，能够系统控制电源开通与闭合，既能够有效的保证电源的持续供电，同时还能够有效的降低功耗。
进一步的，所述的微处理器与显示模块之间的无线模块采用的是可远程无线传输的2.4G无线模块，通过采用2.4G无线模块进行数据传输，不需要铺设通信电缆，提高安全性，并且可以同时接入大量节点，安装方便，通信距离更远。
进一步的，所述的微处理器采用的是意法半导体构成的STM62L011低功耗的32位单片机微处理器。
具体实施时，在本申请中本产品安装在高压交流电上，因此高压交流电和大地之间会有较强的交变电场和磁场，在这种环境下会产生微弱的震动，采用相应的晶体利用逆压电效应可以产生微弱的电流，通过ADI公司的LTC3588-1能量收集芯片将微弱的能量存储到后级储能电容中，采用TOREX公司的XC61CC3002MR-G电压检测芯片监测电容电压；当电容电压升高到检测芯片的开启阈值，触发芯片输出高电平打开MOS管让电容给后级电路进行供电。此时MCU上电启动，对采样点路进行初始化并且开始采样，采样完毕将数据通过2.4G无线模块发出，由于后级用电电容电压下降到关断阈值，XC61CC3002MR-G输出变为低电平关闭后级电源通路，至此一个工作周期结束，微处理器采用ST(意法半导体)的STM32L011低功耗32位单片机，效率高、功耗低。
实施例中，在某开关柜肘型头测温传感器安装项目中，安装RFID需要更换传感器，并且将RFID射频天线在开关柜中寻找安装位置，安装时使得天线辐射主瓣对准三相测温传感器，通过电脑或者手持设备进行传感器读取测试，经常发现因为天线位置问题导致通信失败，而安装新型压电式肘型头测温传感器仅需将原本的传感器拆下，将新型传感器旋紧即可，采集器天线在开关柜中可以找任意位置进行固定，无需注意天线方向。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (6)
1.一种压电式电源采集的无线传感器，包括微处理器和温度采样模块，其特征在于：所述的微处理器的电源输入端与电源开关模块连接，所述的电源开关模块的输入端上设有可逆压电效应能量收集供电的压电式电源系统，所述的温度采样模块的采样信息输出端与位处理器的信息输入端连接，所述的微处理器的无线信号输出端通过无线模块直接与显示模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种压电式电源采集的无线传感器，其特征在于，所述的压电式电源系统包括晶体、储能电容和能量收集芯片，所述的晶体两端分别与能量收集芯片能量接收端连接，所述的能量收集芯片的能量输出端与储能电容的电能输入的端连接，所述的储能电容的输出端直接与供电开关模块连接。
3.根据权利要求2所述的一种压电式电源采集的无线传感器，其特征在于，所述的晶体采用的是LTC3588-1能量收集芯片，所述的芯片可直接采集高压交流电和大地之间的较强的交变电场和磁场，且产生微弱的电流。
4.根据权利要求1所述的一种压电式电源采集的无线传感器，其特征在于，所述的电源开关模块的控制输入端上设有电压检测芯片，所述的电压检测芯片采用的是XC61CC3002MR-G型号电压检测芯片检测电容电压。
5.根据权利要求1所述的一种压电式电源采集的无线传感器，其特征在于，所述的微处理器与显示模块之间的无线模块采用的是可远程无线传输的2.4G无线模块。
6.根据权利要求1所述的一种压电式电源采集的无线传感器，其特征在于，所述的微处理器采用的是意法半导体构成的STM62L011低功耗的32位单片机微处理器。
Priority Applications (1)
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| CN202011111236.4A CN112258822A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 一种压电式电源采集的无线传感器 |
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| CN202011111236.4A CN112258822A (zh) | 2020-10-16 | 2020-10-16 | 一种压电式电源采集的无线传感器 |
Publications (1)
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