传感器节点自主供电的环境混合能量收集系统设计

摘要：

农田复杂环境及大面积监测需求对农业物联网传感器节点的供电提出了极大挑战,而环境能量收集技术则使低功耗农业物联网传感器节点的自供电及免维护成为可能.针对传统能量收集装置中收集的环境能量单一有限、装置体积大、可靠性差的问题,该文提出了一种新型混合环境能量一体化收集系统.该系统定位于环境中普遍而丰富的射频电磁波能量和振动能量,通过射频收集天线和压电陶瓷的有效结合,同时收集2种环境能量,并经整流转换成直流电能.能量收集天线使用普通FR4印刷电路板实现,工作在手机通信频段1.9 GHz(3G频段),测试的回波损耗为-20.5 dB,对电磁波能量收集的最高输出功率可达到38 mW,测得收集到的振动能量最大输出功率可达到25 mW,满足低功耗传感器节点的功率需求.该装置不仅可以有效提高系统供电的可靠性和对环境的适应能力,还大大降低了传统混合系统的尺寸,可为农业物联网快速发展中的传感器节点可靠供电问题提供参考.

关键词：传感器、整流电路、设计、农业物联网、能量收集、射频能量、振动能量、匹配网络

所属期刊栏目：33

分类号：S24(农业电气化与自动化)

资助基金：中国博士后科学基金2015M570414;江苏省自然科学基金项目BK20161352;东南大学毫米波国家重点实验室开放课题资助项目K201620;江苏省六大人才高峰资助项目DZXX-018;江苏大学高级人才启动基金11JDG123;江苏高校优势学科建设工程资助项目

在线出版日期：2017-06-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：147-152