能量采集

摘要： 随着窄带物联网技术的蓬勃发展,窄带物联网设备越来越多,但是严重的同频干扰和信号衰减,导致边缘窄带物联网设备的服务质量难以得到保证。针对此问题,提出了集能型中继非正交多址接入窄带物联网。基于该网络模型,建立了以窄带物联网设备数据速率比例公平性为优化目标的传输功率、数据调度以及时隙调度多维资源分配模型,以在优化网络性能的同时,保证每个窄带物联网设备的数据速率需求。通过发掘该模型的凸优化特性,基于KKT条件提出了多维资源优化分配算法。仿真结果验证了所提算法的有效性,其数据速率比例公平性提升了11.9%,频谱效率提升了55.4%,网络能效提升了44.1%。

摘要： 针对多天线中继系统中继节点面临的可用能量受限问题和存在的严重信息泄露隐患,提出了一种基于能量采集技术的联合中继波束成形和多天线友好干扰机协作干扰的物理层安全传输方案.首先,构建基于放大转发(Amplify-and-Forward,AF)模式的多天线协作中继网络,其次,中继节点和友好干扰机在时隙切换(Time Switch,TS)策略下进行能量采集和保密信号传输.接着,以系统保密速率最大化(Secrecy Rate Maximization,SRM)为目标,在满足中继节点和友好干扰机采集能量约束条件下,联合设计出最优中继信号传输波束成形矩阵、人工噪声(Artificial Noise,AN)协方差矩阵和时隙切换系数.然而,由于条件约束,导致该SRM问题为非凸问题,故通过结合半定松弛(Semi-Definite Relaxation,SDR)技术以及拉格朗日对偶理论,设计出一种双层优化算法求得最优解,并且,为了降低复杂度和对比方案性能,给出了一种基于迫零预编码的次优传输方案.最后,仿真结果表明,所提方案能够显著提高系统保密性能,具备一定抗窃听攻击能力.

摘要： 基于无线携能通信(SWIPT)技术,研究分析了去蜂窝(cell-free)大规模多输入多输出(MIMO)系统的安全传输问题。Cell-free大规模MIMO是一种随着5G及6G发展而产生的一种新型网络架构,对实现SWIPT来说具备更为有效的优势,然而也面临更大的电磁波安全问题。首先从硬件设计和理论研究两个方面总结了SWIPT的研究现状,接着对基于SWIPT的Cell-free大规模MIMO网络进行了建模,为同时满足系统能量采集和安全性要求,针对存在主动窃听者的情况,提出了一种基于最大-最小公平算法的迭代功率控制方法,分析得到了可采集能量和可达速率的闭合表达式。数值仿真表明,该方法可以有效提高每个用户的可达速率和采集的能量,并将窃听速率降低到阈值以下。

摘要： 针对无线供电的认知物联网(Internet of Things, IoT),提出基于吞吐量最大化的中继节点的选择(Maximizing Throughput-based Relay Selection, MTRS)算法。与传统中继节点的选择算法不同,MTRS算法采用动态地选择中继节点的策略。用户依据源节点广播信号质量决定是否请求中继节点协助转发。一旦需要中继节点协作转发,就从最大化吞吐量角度选择中继节点,进而提升吞吐量。仿真结果表明,相比于同类的算法,提出的MTRS算法提升了系统吞吐量。

摘要： 输出功率分析是振动能量采集器结构设计、参数选择的重要依据。有鉴于传统功率分析方法比较复杂,以一类电磁式振动能量采集器为对象,提出了一种新的非线性振动能量采集器功率分析方法,其核心是将非线性振动方程进行等效线性化处理,并借助传递函数开展功率优化分析。首先,考虑非线性磁力以及基尔霍夫电流定律,建立了通用化的采集器1.5自由度七次非线性机电耦合模型;其次,将动态频率法用于求解该系统控制方程,采用高阶谐波成分替代方程中的非线性项,实现了原有系统控制方程的等效线性化;最后,利用传递函数推导了输出功率表达式,分析等效线性化系统负载,机电耦合系数等因素对于输出功率的影响。研究结果表明:以等效线性化为基础的功率分析,可以有效地克服传统非线性能量采集器系统功率分析方法复杂的问题,具有良好的适用性。

摘要： 随着物联网技术的发展与应用,针对现阶段高温预警系统成本高,无线终端检测模块工作可靠性受电源寿命所限制的问题,设计并开发基于物联网的高温预警系统,基于热电转换能量采集技术,有效保障无线终端设备的电源,提高高温预警系统的可靠性和安全性,满足特殊环境下高温预警信息化、智能化的需求。

摘要： 针对无人机能量受限且通信易受到窃听攻击的问题,提出一种基于能量采集的无人机无线供电通信模型,并分析其在全双工主动窃听下的保密性能。首先,采用基于仰角的视距和非视距路径损耗模型对地空无线信道进行建模。然后,将无人机的传输中断概率限制在一个可容忍的最大阈值内,得到基站的最优编码速率,进而推导出无人机的保密中断概率的解析闭合表达式。最后,通过蒙特卡罗仿真验证了理论推导的正确性,并分析了基站发射功率、能量采集时间因子、环境等因素对无人机通信的安全性的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。

摘要： 物联网时代传感器节点往往分布广泛,且有时传感器节点放置位置不易触及,电池能量一旦用尽不易更换,该传感器节点就无法正常工作。为此,该文设计了一种基于压电振子振动能量供电的微功耗温度测量系统,该系统利用压电振动能量收集装置将环境中存在的低频振动能量转换为电能并收集存储,并为设计的微功耗温度测量系统供电从而实现温度信号采集和发送。提出了一种基于干簧管的能量采集电路,其采集效率是标准能量采集电路的32倍,最后通过试验验证了该系统的可行性与准确性。

摘要： 在基于可再生能量收集技术的移动边缘计算(Mobile Edge Computing, MEC)系统中,可再生能量到达和计算卸载无线信道呈现较强的时空变化特性,因此该系统的无线及计算资源管理与用户任务计算之间存在着动态适配的挑战。针对此类问题,本文研究多时隙多用户的能量采集边缘计算系统,建立可再生能量随机到达和无线信道模型以及预测误差模型,以系统总计算吞吐量最大化为准则,通过逐时隙联合优化用户本地计算和计算卸载模块,提出了一种在线滑动窗设计方案,需要通过调整滑动窗长度M来实现。该方案逐时隙求解凸优化问题,基于离线资源动态管控的最优结构,实时制定资源管理策略,具有较低的计算复杂度。仿真实验结果表明,提出的在线滑动窗设计方案在系统计算吞吐量性能方面优于已有的基准方案,并在对抗信道/能量状态信息预测误差方面有较好的鲁棒性能。

摘要： 根据能量采集应用于标签的特点,在能量采集模块与标签模块之间添加监测电路,并在高低2个阈值设置的基础上,提出能量采集与标签协同工作策略,低阈值选取原则是保证储能模块的储能能够保证标签一次广播,最大限度地防止标签进入掉电状态.从标签设计目标要求的广播间隔与功率出发,根据环境中能够采集到的能量大小与标签不同状态下所需能耗的变化,推导出储能电容最优值、环境中应具备的射频(RF)输入功率最小值与最优值.利用P2110B与CC2640R2F芯片设计了一个基于射频采集的标签进行验证,测试结果表明:采取该方法设计的能量采集标签可以实现能量采集模块和标签模块协同工作,当射频输入功率大于最优值时,标签能够进行持续的“休眠-广播”循环工作,有效地防止标签陷入“能量死锁”,并可自适应地在不同工作状态下转换.

摘要： 能量采集技术已经成为解决无线系统能量受限局限性的不二选择,但是因为采集能量多少和到达时刻的随机性,发送策略必须能够适应采集能量的变化来最大化能量的效用.所以,基于这种情况,文章对具有存储损失的能量采集系统进行了研究,提出一种"采集-使用-存储"的采集架构,并且最优化此系统的吞吐量.提出了三种场景下的离线策略,包括:加性高斯白噪声信道,准静态块衰落非频选信道,准静态块衰落频选信道.

摘要： 振动翼作为一种有效的海流能、风能换能装置,可通过调整机翼周期性的垂向运动(简称振动)与旋转运动(简称转动),将海流、风的动能转化为机械动能发电.引入势流理论,采用边界元法与尾涡模型模拟机翼边界层外部流场;分析机翼以椭圆正弦为有效攻角运动的振动与转动组合运动的能量采集性能.给定振动幅值,计算NACA0012机翼在不同运动频率St与最大攻角α0时的能量采集效率,分析椭圆正弦K参数对能量采集的影响,分析运动模式影响效率的原理.计算结果表明有效攻角以椭圆正弦形式变化时较正弦形式转动的振动翼能量采集效率有明显提高，且随着K增大而增加。但当α0、St较大，K趋近于1时，能量采集效率可能达到峰值并下降。

摘要： 准确设计太阳能集热器的安装倾角是最大程度地提高资源利用率的一个重要条件.本文选取太阳能资源丰富的拉萨地区作为典型城市,建立真空管集热器能量采集数学模型,动态分析了正南朝向、安装倾角0°～90°的集热面上全年8760小时的太阳辐射.结果表明:真空管集热器采集反射、散射及直射辐射量最大的最佳安装倾角差别较大,安装倾角为90°时,真空管集热器全年采集的反射辐射值最大;安装倾角为0°时,全年采集的散射辐射值最大;安装倾角为当地纬度时,全年采集的直射辐射最大;由于拉萨太阳直射占主导,全年及供暖季采集太阳能最大的安装倾角接近当地纬度.

摘要： 针对具有电池供电节点特征的无线传感网络面临需要同时满足寿命、成本、传感可靠性和传感和传输覆盖等设计目标的瓶颈,围绕增强和优化无线传感器网寿命,综合归纳了通过能量升级来解决无线传感网能量问题的各类方法,并对能量采集技术和无线充电技术在无线传感网中的应用进行了总结.

摘要： 文章选取了10°C到40°C的环境温度下，不同流速(0.00lm/s-0.0lm/s)的集分管排列方式的PVT进行模拟仿真，探究环境因素对其出水口温度以及能量采集效率的影响。对于环境温度，温度越高其相应的能量采集效率也就越高，而且环境温度对出水口温度变化的影响随着流体流速的增加而逐渐变缓；对于风速，除了影响系统的热量存储，另外，随着风速上升，系统与环境的对流换热系数变大相应的出水口温度也会降低。从能量采集角度来看，较大风速时的能量采集效率比起风速较小时的能量采集效率有明显的下降；而对于太阳福照度的影响，随福照度增强太阳电池表面温度会升高，组件的电输出和产热量随之升高。

摘要： 本文利用ANSYS分析软件,对矩形微悬臂梁进行模拟仿真分析,得出微悬臂梁的振型、固有频率及其在受到外加负载时的电压输出,在此基础上,设计了能量存储电路,并在低频下对微悬臂梁发电性能进行了实验研究.研究结果表明,当压电微悬臂梁处于谐振频率下振动时,输出频率最大.利用本实验系统进行压电发电实验测试,当负载电阻为1kΩ时,此时的瞬时输出功率最大可达到0.0774w,可以点亮50个发光二极管.

摘要： 无线传感器网络与传统的无线网络在规模、硬件以及供能和应用等方面有着很大的不同,从而使得以往的无线路由协议不能很好的应用在无线传感器网络中.基于应用的特性也导致了不可能有一种路由策略能够适用于所有传感器网络.本文综合现有的无线传感器网络路由的分类,在研究了几类比较经典的路由策略的基础上分析了一些新型技术诸如能量采集技术、网络编码的发展等对无线传感器网络的路由设计的影响,并对未来传感器网络路由发展的方向进行了探讨.

摘要： 本文详细分析了伴随着物联网关键技术网络通信、传感器技术、低功耗设计与能量收集技术进来发展情况和趋势.同时对这些技术的进步将会对物探装备发展的推动作用进行了探讨.

摘要： 本文详细分析了伴随着物联网关键技术网络通信、传感器技术、低功耗设计与能量收集技术进来发展情况和趋势.同时对这些技术的进步将会对物探装备发展的推动作用进行了探讨.

摘要： 本文详细分析了伴随着物联网关键技术网络通信、传感器技术、低功耗设计与能量收集技术进来发展情况和趋势.同时对这些技术的进步将会对物探装备发展的推动作用进行了探讨.

摘要： 本发明涉及一种射频能量采集电路(20)，包括：天线(21)，适于接收射频能量；适于将接收到的射频能量转换为直流电压的转换器，为所述“RF/DC转换器”(23)；电能存储器(25)；及设置于所述RF/DC转换器(23)的输出端口和所述电能存储器(25)之间的接口电路(24)。所述接口电路(24)为无源电路，包括串联连接于所述RF/DC转换器(23)的输出端口与电能存储器(25)之间的电阻性负载，所述电阻性负载的静态阻值等于或大于400千欧姆。本发明还涉及一种集成有这种射频能量收集电路的通信设备。

摘要： 本发明提供一种固液蒸发摩擦的能量采集装置及制备方法，以及一种固液蒸发摩擦的能量采集方法。能量采集装置包括多孔基底、有机膜层、第一电极及第二电极，所述有机膜层、第一电极及第二电极均位于所述多孔基底的表面，所述第一电极及第二电极位于所述有机膜层的相对两端；所述多孔基底的表面为亲水性表面。本发明提供的固液蒸发膜层的能量采集装置结构巧妙，利用液体在向上移动和蒸发之间达成动态平衡并产生持续的直流电能，相较于传统的能量采集装置采集液体动能及波动能存在间歇性的缺陷，本发明可以使能量采集过程更加简单方便，可以有效满足电子设备的持续直流供电要求，有着更加广阔的适用范围。

摘要： 一种能量采集装置、能量耦合单元及能量采集方法。能量采集装置包括一能量耦合单元、一整流单元、一能量暂存单元、一控制单元及一电池。能量耦合单元用以耦接于一机台的一电力线，以耦合出一电流源。整流单元耦接于能量耦合单元，以将电流源由一交流状态转为一直流状态。能量暂存单元耦接于整流单元，以将电流源转换为一电压源。控制单元耦接于能量暂存单元，以获得一驱动电压。电池耦接于能量暂存单元，以通过电压源对电池进行充电。控制单元依据电池的一检测电压，控制能量暂存单元与电池之间的一充电路径。

摘要： 本发明提供了压电能量采集器、能量采集供电系统及服务器，该压电能量采集器包括：金属基板；和两个压电陶瓷片，所述两个压电陶瓷片分别附接在所述金属基板的上表面和下表面上，其中，所述金属基板和所述两个压电陶瓷片具有环形结构；并且其中，所述金属基板的第一端部处设置弹性基体且所述金属基板的第一端部与所述弹性基体的第一端部相连，并且所述弹性基体的第二端部与外部基座相连；并且其中，所述金属基板的第二端部与质量块相连。根据本发明，利用弹性基体和锆钛酸铅压电陶瓷有效地降低了输出电信号的幅值和谐振频率，从而拓宽能量采集频带和能量利用率，且利用环形结构降低电压幅值以满足先进工艺下SoC系统的低电压、低功耗等性能要求。

摘要： 能量采集器，其具有电磁体及摩擦电纳米发电机。摩擦电纳米发电机具有被设置为以间隙宽度隔开的摩擦电层。电磁体的磁体的位移被设置为使摩擦电层能够相互接触，其中该间隙宽度被设置为小于该位移。

摘要： 本发明提供一种固液蒸发摩擦的能量采集装置及制备方法，以及一种固液蒸发摩擦的能量采集方法。能量采集装置包括多孔基底、有机膜层、第一电极及第二电极，所述有机膜层、第一电极及第二电极均位于所述多孔基底的表面，所述第一电极及第二电极位于所述有机膜层的相对两端；所述多孔基底的表面为亲水性表面。本发明提供的固液蒸发膜层的能量采集装置结构巧妙，利用液体在向上移动和蒸发之间达成动态平衡并产生持续的直流电能，相较于传统的能量采集装置采集液体动能及波动能存在间歇性的缺陷，本发明可以使能量采集过程更加简单方便，可以有效满足电子设备的持续直流供电要求，有着更加广阔的适用范围。

摘要： 本发明涉及一种射频能量采集电路(20)，包括：天线(21)，适于接收射频能量；适于将接收到的射频能量转换为直流电压的转换器，为所述“RF/DC转换器”(23)；电能存储器(25)；及设置于所述RF/DC转换器(23)的输出端口和所述电能存储器(25)之间的接口电路(24)。所述接口电路(24)为无源电路，包括串联连接于所述RF/DC转换器(23)的输出端口与电能存储器(25)之间的电阻性负载，所述电阻性负载的静态阻值等于或大于400千欧姆。本发明还涉及一种集成有这种射频能量收集电路的通信设备。

摘要： 一种采集液体能量的装置，包括：至少一个安装座；至少一套振动组件，所述振动组件的一端安装在所述安装座上，所述振动组件的另一端可产生弯曲振动；储液组件，所述储液组件安装在所述振动组件的另一端上，并以其重力使所述振动组件发生形变，所述储液组件在所储存的液体达到预设重量时排出液体，以使所述振动组件产生弯曲振动；至少一块第一压电元件，所述第一压电元件安装在所述振动组件上，根据所述振动组件的弯曲振动产生形变；能量转换组件，所述能量转换组件包括能量采集电路，所述能量采集电路与所述第一压电元件连接。通过本发明的装置采集液体能量和液体能量采集方法，其采集的能量较大，并且能量转换效率高。

摘要： 本发明涉及一种降低驻极体基能量采集器内阻的方法及能量采集器，所述采集器包括两个以上电极，相邻的上下电极之间设有驻极体膜，所述方法是在驻极体膜与上下电极之间分别设置弹性膜，弹性膜与驻极体膜或上下电极之间均为紧贴设置，弹性膜的相对介电常数为2.0～3.6，弹性模量小于10MPa，弹性膜的厚度为100～300μm。本发明以弹性体材料作为等效电容中的介质，一方面取代空气作为电容介质，减低器件内阻；另一方面作为弹性层取代弹簧取代一般采集器中的悬臂梁或弹簧，可减少器件体积，使器件结构更加紧凑，提高器件的可靠性。

摘要： 本实用新型涉及一种微小能量采集装置，具体涉及一种应用于采集人体运动能量的鞋底微小能量采集器，克服了现有技术存在的采集方式较为单一，能量采集的效率较低问题；主要由支撑体，振动结构和电磁线圈结构三部分组成；支撑体固定于鞋底中，支撑体的内部为空腔，支撑体内部的上端和下端分别固定有电磁线圈结构，支撑体的竖直侧面上固定有振动结构。振动结构主要由S型压电梁，悬浮块和永磁体构成；电磁线圈结构主要由电磁线圈、内电极导线和外电极导线组成；电磁线圈的轴线通过永磁体的中心；本实用新型采用压电和电磁两种能量采集机制，提高了能量采集功率；本实用新型结构简单，便于采用微纳制造的方法进行加工制造，工艺简单，易于批量生产。