[0026]本發(fā)明無線信號(hào)能量收集裝置包括無線載波發(fā)射器和信號(hào)接收裝置，所述信號(hào)接收裝置包括射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路，所述無線載波發(fā)射器用來發(fā)射特定頻率的無線載波信號(hào)，所述射頻感應(yīng)天線負(fù)責(zé)接收所述無線載波信號(hào)，并生成感應(yīng)電流，所述感應(yīng)電流通過所述能量存儲(chǔ)與整流電路實(shí)現(xiàn)電壓放大。
[0027]射頻感應(yīng)天線的固有頻率應(yīng)調(diào)整至和無線載波發(fā)射器發(fā)射的無線載波信號(hào)頻率一致，以提高電波能量轉(zhuǎn)化的效率。射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路構(gòu)成低阻抗的封閉回路，當(dāng)射頻感應(yīng)天線接收到和自身固有頻率一致的無線載波信號(hào)時(shí)能夠在回路中生成感應(yīng)電流。
[0028]能量存儲(chǔ)與整流電路由一系列電容和二極管組成，通過電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)以及二極管的整流作用，將射頻感應(yīng)天線生成的感應(yīng)電流進(jìn)行電壓放大與直流變換。
[0029]本發(fā)明無線傳感器喚醒裝置包括上述無線信號(hào)能量收集裝置，還包括CMOS反相器，所述CMOS反相器與所述能量存儲(chǔ)與整流電路電連接。所述感應(yīng)電流經(jīng)過能量存儲(chǔ)與整流電路變換為符合CMOS電平的直流信號(hào)，當(dāng)所述感應(yīng)電流放大至能夠驅(qū)動(dòng)所述CMOS反相器輸出低電平信號(hào)時(shí)，所述CMOS反相器輸出無線傳感器喚醒信號(hào)，用來觸發(fā)無線傳感器進(jìn)入工作模式。
[0030]所述無線傳感器喚醒裝置需要配合能通過CMOS反相器電平或邊沿觸發(fā)從睡眠狀態(tài)到喚醒狀態(tài)的無線傳感器使用。無線傳感器只需要提供一個(gè)可通過CMOS邏輯低電平喚醒的引腳。所述CMOS反相器具有2個(gè)輸出引腳，其中一個(gè)引腳接無線傳感器的信號(hào)地，另一根接無線傳感器的喚醒引腳。在無線傳感器內(nèi)部，喚醒引腳和MCU控制器的一個(gè)引腳相連，并通過電阻上拉到高電平，MCU配置為低電平或下降沿觸發(fā)喚醒。
[0031]當(dāng)需要所述無線傳感器喚醒裝置輸出喚醒信號(hào)時(shí)，首先需使用無線載波發(fā)射器發(fā)射特定頻率的無線載波信號(hào)，無線載波信號(hào)的頻率從433MHz~3GHz可選。如果信號(hào)接收裝置距離無線載波發(fā)射器的距離超過2米，為確保無線載波發(fā)射器的功率小于無線電管理委員會(huì)規(guī)定的該類產(chǎn)品10mW的功率上限，應(yīng)采用2.4GHz以上頻率，以增強(qiáng)無線載波信號(hào)的功率譜密度。所述CMOS反相器平時(shí)因?yàn)闆]有電壓驅(qū)動(dòng)工作，2個(gè)輸出引腳之間平時(shí)處于高阻狀態(tài)，因此無線傳感器的喚醒引腳是高電平狀態(tài)，當(dāng)能量存儲(chǔ)與整流電路輸出的電壓能夠驅(qū)動(dòng)所述CMOS反相器的CMOS邏輯門時(shí)，所述CMOS反相器輸出低電平信號(hào)，觸發(fā)無線傳感器的MCU從睡眠狀態(tài)進(jìn)入工作狀態(tài)，接下來無線傳感器可啟用自身的無線通信模塊響應(yīng)外部的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。
[0032]上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本
【發(fā)明內(nèi)容】
的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種無線信號(hào)能量收集方法，其特征在于:包括如下步驟: 射頻感應(yīng)天線接收無線載波發(fā)射器發(fā)射的無線載波信號(hào)； 所述射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路形成閉合回路，從而生成感應(yīng)電流； 所述能量存儲(chǔ)與感應(yīng)電路將所述感應(yīng)電流進(jìn)行存儲(chǔ)、和/或放大。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線信號(hào)能量收集方法，其特征在于:所述射頻感應(yīng)天線的固有頻率與所述無線載波發(fā)射器發(fā)射的無線載波信號(hào)頻率一致 一種無線信號(hào)能量收集裝置，其特征在于:包括無線載波發(fā)射器和信號(hào)接收裝置，所述信號(hào)接收裝置包括射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路，所述無線載波發(fā)射器用來發(fā)射特定頻率的無線載波信號(hào)，所述射頻感應(yīng)天線負(fù)責(zé)接收所述無線載波信號(hào)，并生成感應(yīng)電流，所述感應(yīng)電流通過所述能量存儲(chǔ)與整流電路進(jìn)行存儲(chǔ)、和/或放大。3.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無線信號(hào)能量收集裝置，其特征在于:所述能量存儲(chǔ)與整流電路由若干電容和二極管組成，通過電容的電荷存儲(chǔ)效應(yīng)以及二極管的整流作用，將所述射頻感應(yīng)天線生成的感應(yīng)電流進(jìn)行電壓放大與直流變換。4.一種無線傳感器喚醒方法，其特征在于:包括如下步驟: 射頻感應(yīng)天線接收無線載波發(fā)射器發(fā)射的無線載波信號(hào)； 所述射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路形成閉合回路，從而生成感應(yīng)電流； 所述能量存儲(chǔ)與感應(yīng)電路將所述感應(yīng)電流進(jìn)行存儲(chǔ)、電壓放大； 當(dāng)所述感應(yīng)電流放大后的電壓足以驅(qū)動(dòng)CMOS反相器工作時(shí)，所述CMOS反相器輸出無線傳感器喚醒信號(hào)，用來觸發(fā)無線傳感器進(jìn)入工作模式。5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的無線傳感器喚醒方法，其特征在于:當(dāng)所述感應(yīng)電流放大后的電壓足以驅(qū)動(dòng)CMOS反相器工作時(shí)，所述CMOS反相器輸出邏輯低電平信號(hào)，將無線傳感器從睡眠模式喚醒。6.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無線傳感器喚醒方法，其特征在于:所述射頻感應(yīng)天線的固有頻率與所述無線載波發(fā)射器發(fā)射的無線載波信號(hào)頻率一致。7.一種無線傳感器喚醒裝置，其特征在于:包括如權(quán)利要求3或4所述的無線信號(hào)能量收集裝置，還包括CMOS反相器，所述CMOS反相器與所述能量存儲(chǔ)與整流電路電連接；所述感應(yīng)電流經(jīng)過能量存儲(chǔ)與整流電路變換為符合CMOS電平的直流信。8.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無線傳感器喚醒裝置，其特征在于:所述CMOS反相器具有2個(gè)輸出引腳，其中一個(gè)引腳接無線傳感器的信號(hào)地，另一個(gè)引腳接無線傳感器的喚醒引腳；在無線傳感器內(nèi)部，喚醒引腳和MCU控制器的一個(gè)引腳相連，并通過電阻上拉到高電平，MCU配置為低電平或下降沿觸發(fā)喚醒。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種無線信號(hào)能量收集方法、無線傳感器喚醒方法及其裝置，包括無線載波發(fā)射器和信號(hào)接收裝置，所述信號(hào)接收裝置包括射頻感應(yīng)天線和能量存儲(chǔ)與整流電路，所述無線載波發(fā)射器用來發(fā)射特定頻率的無線載波信號(hào)，所述射頻感應(yīng)天線負(fù)責(zé)接收所述無線載波信號(hào)，并生成感應(yīng)電流，所述感應(yīng)電流通過所述能量存儲(chǔ)與整流電路進(jìn)行存儲(chǔ)、和/或放大；當(dāng)所述感應(yīng)電流放大后的電壓足以驅(qū)動(dòng)CMOS反相器工作時(shí)，所述CMOS反相器輸出無線傳感器喚醒信號(hào)，用來觸發(fā)無線傳感器進(jìn)入工作模式。本發(fā)明不僅能夠顯著減少無線傳感器的耗電量，降低在難以接近或施工的地方更換傳感器電池的成本，并且能夠顯著提高無線傳感器響應(yīng)的實(shí)時(shí)性。
【IPC分類】H02J50/10, H04B5/00
【公開號(hào)】CN105429307
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510835746
【發(fā)明人】熊光亞, 曹翊軍, 藍(lán)彥, 李桂平, 羅孝兵, 華濤, 景波云, 安保慶, 呂敏
【申請(qǐng)人】南京南瑞集團(tuán)公司, 國網(wǎng)電力科學(xué)研究院
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月26日