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物聯網傳感節點的無線供電技術研究

作者: 時間:2012-03-22 來源:網絡 收藏

在系統正常運行狀態下,主的工作狀態是一直通電,并且一直向區域內輻射一定頻率的電磁波,而從則不間斷地從空間中吸收由主發出的微弱的電磁波能量。這個能量是遠遠不足以支撐從節點工作組件(單片機芯片、射頻芯片、器等)實時正常工作的,故從節點的工作模式是間隙性、非實時的。

本文引用地址:http://cqxgywz.com/article/160925.htm

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系統工作流程如圖2所示。系統需要工作時,主節點先上電啟動,而后開始向空間輻射電磁波。此時從節點處于非工作狀態,但是此時從節點前端的無源電路(天線、濾波整流電路等)是在工作的,并且將得到的能量儲存起來。接著由電壓閾值判斷電路判斷電能存儲器的電壓是否滿足負載完成一個完整的工作周期,如果滿足,則向負載提能。待負載完成工作后,電能就不滿足其工作了,就要停止運轉,由前端無源器件繼續進行能量收集儲存,等待下一個工作周期的觸發。

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圖3和圖4分別為主節點發射端和從節點接收端的電路框圖。由于主節點上是有單片機的,所以固定頻率的方波可以由程序控制單片機的某個引腳產生。高頻功率放大電路和發射電路主要是為高頻電磁波的產生與發射做準備,它們的核心電路為E類放大器。從節點的接收端接收到的高頻交流信號經整流濾波、勢壘穩壓等電路后由動態釋放電路驅動負載。
3 主要電路
3.1 發射極電路
發射極主要是將能量以高頻電磁波的方式輻射出去,并且要保證一定的輻射功率。電磁波的原始信號由單片機發出,接著高頻信號經過高頻放大器的作用被輻射出去。這里采用E類放大器(如圖5所示)作為射頻輸電系統的發射極,其發射距離可達10 m,實時傳輸功率在幾mW到100 mW,并且其電路結構簡單,可以做到很小,對最終產品的小型化很有好處。此外E類放大器效率高,高頻性能好,比較適合做射頻的發射極。因此,由E類放大器為主要組件,組成了發射極的功放以及發射電路模塊。

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