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物联网传感节点的无线供电技术研究

作者:时间:2012-03-22来源:网络收藏

在系统正常运行状态下,主的工作状态是一直通电,并且一直向区域内辐射一定频率的电磁波,而从则不间断地从空间中吸收由主发出的微弱的电磁波能量。这个能量是远远不足以支撑从节点工作组件(单片机芯片、射频芯片、器等)实时正常工作的,故从节点的工作模式是间隙性、非实时的。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/160925.htm

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系统工作流程如图2所示。系统需要工作时,主节点先上电启动,而后开始向空间辐射电磁波。此时从节点处于非工作状态,但是此时从节点前端的无源电路(天线、滤波整流电路等)是在工作的,并且将得到的能量储存起来。接着由电压阈值判断电路判断电能存储器的电压是否满足负载完成一个完整的工作周期,如果满足,则向负载提能。待负载完成工作后,电能就不满足其工作了,就要停止运转,由前端无源器件继续进行能量收集储存,等待下一个工作周期的触发。

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图3和图4分别为主节点发射端和从节点接收端的电路框图。由于主节点上是有单片机的,所以固定频率的方波可以由程序控制单片机的某个引脚产生。高频功率放大电路和发射电路主要是为高频电磁波的产生与发射做准备,它们的核心电路为E类放大器。从节点的接收端接收到的高频交流信号经整流滤波、势垒稳压等电路后由动态释放电路驱动负载。
3 主要电路
3.1 发射极电路
发射极主要是将能量以高频电磁波的方式辐射出去,并且要保证一定的辐射功率。电磁波的原始信号由单片机发出,接着高频信号经过高频放大器的作用被辐射出去。这里采用E类放大器(如图5所示)作为射频输电系统的发射极,其发射距离可达10 m,实时传输功率在几mW到100 mW,并且其电路结构简单,可以做到很小,对最终产品的小型化很有好处。此外E类放大器效率高,高频性能好,比较适合做射频的发射极。因此,由E类放大器为主要组件,组成了发射极的功放以及发射电路模块。

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