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无线能量传输系统

发布时间:2024-12-02 阅读量:639

一、项目成果简介

传统化学电池更换和维护问题较为突出,因此如何给物联传感网络节点进行长时间可靠供电已成为当前研究的热点。本项目基于电磁波收发的传播模型,以远距离对物联传感网络节点供电为目的,设计出了一套新型射频无线能量传输系统和一套射频无线能量收集系统。该设计的创新之处在于天线的多频宽带化设计,能够利用开放式收发频段进行较远距离的射频能量收集和传输,并且系统结构简单,尺寸较小、成本低,有利于物联网设备的小型化发展。


二、性能指标

射频无线能量收集和传输系统的技术指标分为:接收天线的输入功率水平、直流输出功率水平、直流输出电压、工作频率等。本项目的各目标技术指标如下表所示:

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本设计经过实验设施,对于能量传输系统,当发射天线的输入功率为30dBm(1W),收发天线间距2米,负载温湿度传感器能够正常工作,输出电压为1.259V,输出功率为0.07mW;随后替换负载为ZigBee传感器节点,调整收发天线的间距为1米,传感器正常工作,负载端输出电压可达3V,输出功率可达8.7mW;当收发天线的间距从1米变到0.5米的条件下,把发射天线该节AV1442信号发生器,输入功率调整为20dBm,负载改接能量管理电路,系统可稳定输出电压4.141V:最后,保持收发天线的间距为0.5米,系统改接由功放和压控振荡器组成的发射源,能量传输系统能同时驱动时钟、温湿度传感器和ZigBee传感器节点,其中传感器节点两端的电压达到了3.18V,温湿度传感器两端的电压达到了1.31V,时钟两端的电压达到1.54V,系统整体的输出达到了毫瓦级,可以有效地满足多个传感器在一定距离下的供电需求。


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三、适用范围、市场前景

本项目适用于物联网传感网络、智能医疗设备、射频标签RFID等领域的毫瓦级低功耗电子设备自维持自供电场景,解决了传统电池带来的更换充电麻烦和环境污染问题,具有非常广阔的应用前景和现实意义。

近年来,针对环境射频能量收集和传输的研究,国内外都在如火如荼的展开,与此同时,随着自供电系统在物联网传感网络、智能医疗设备、射频标签RFID等领域的应用不断得到衍生。因此,完全有理由相信,射频能量收集于传输系统能够完全胜任为这些低功耗电子设备实现自维持供电,届时的传感器应用场景于应用市场将会得到进一度的拓宽,必将有相当可观的经济分量。


四、投资概算

本设计主体部分主要由VCO信源、功放模块、滤波器、发射天线、整流接收天线和能量管理模块组成,该项目需100万便可实现产品的完全迭代,并且大部分投资都将转化为产品的生产成本,项目的落地可靠性很高。

 

五、合作方式

转让;转让加提成;合作生产。

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