[发明专利]一种无线网络传感器节点的能量供装置和方法

权利要求书

1、 一种无线网络传感器节点的能量供给装置，其特征在于，包括能量挖掘模块(1)、能量存储模块(2)、后备能源供给模块(3)和能量管理控制模块(4)，其中：

能量挖掘模块(1)，用于采集环境中的能量，能量挖掘模块输出的能量由能量管理控制模块(4)进行管理；

能量存储模块(2)，用于存储能量挖掘模块采集到的能量；

后备能源供给模块(3)，用于在环境能量不满足系统能量消耗的情况下负责系统的能量供给，实现无线网络传感器节点的能量供应；

能量管理控制模块(4)，用于控制能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)为系统供电。

2、 根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，所述的能量挖掘模块(1)是采用将各种形式的环境能源转化为电能的模块。

3、 根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，所述的能量存储模块(2)有一个或多个层次，根据具体需要确定层次的数目，每个层次的能量存储模块(2)分别给系统供电，每个层次的能量存储模块(2)能重复储存和释放能量。

4、 根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，所述的后备能源供给模块(3)是长期保持自身能量的模块，即在不使用后备能源供给模块中的能量时，后备能源供给模块(3)中的能量重复为自身补充能量。

5、 根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，所述的能量管理控制模块(4)监控能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)的能量状况，根据监控所得的能量状况数据，控制能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)给系统供电。

6、 根据权利要求1所述的能量供给装置，其特征在于，所述的能量管理控制模块(4)的能量状态监控端I/O分别与能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)的被监控输出端连接，用于监控能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)的能量，根据监控所得的能量数据，自动控制能量存储模块(2)和后备能源供给模块(3)给系统供电；所述的能量管理控制模块(4)包括：开关模块(41)和微控制器(42)，开关模块(41)的一输入端与微控制器(42)的开关控制端I/O连接，用于控制开关模块(41)的闭合和断开。

7、 一种无线网络传感器节点的能量供给的方法，其特征在于，步骤如下：

能量采集步骤：利用能量挖掘模块采集环境中的能量，将其转化为电能；

能量存储步骤：将电能存储到能量存储模块中；

能量供给步骤：利用能量管理控制模块监控能量存储模块和后备能源供给模块的能量状态，根据监控能量状态得到的数据控制能量供给系统为无线网络传感器节点供电。

8、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述能量采集步骤还包括：

S1：启动能量供给系统；

S2：当能量存储模块中能量无法满足能量供给系统以及传感器节点的能量消耗时，先由后备能源供给模块为系统提供能量；

S3：能量挖掘模块开始采集环境能量。

9、 根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述能量供给步骤还包括：

S1：为能量存储模块存储能量；

S2：能量管理控制模块监控每一级能量存储模块以及后备能源供给模块的能量大小状态；

S3：由能量管理控制模块监测到某级能量存储模块是否被充满能量；如果被充满，执行步骤S4；如果没有被充满，则执行步骤S1；

S4：一旦有任何一级能量存储模块被充满，则由能量管理控制模块控制被充满的能量存储模块为系统供电，减少使用后备能源供给模块中的能量；

S5：由能量管理控制模块控制，为没有充满能量的能量存储模块补充能量；

S6判断所有能量存储模块是否被充满能量，如果有被充满能量，执行步骤S7；如果有未被充满能量，执行步骤S5；

S7由能量管理控制模块控制，使能量挖掘模块为任一层级的能量存储模块存储能量；

S8：实时监控后备能源供给模块的能量，如果能量不是满状态，执行步骤S9，对后备能源供给模块实施补充能量，使后备能源供给模块始终保持满能量状态；如果能量是满状态，则直接执行步骤S10；

S10：当环境能量稀缺时，则消耗能量存储模块中的能量；

S11：判断能量存储模块中的能量是否消耗完毕，如果能量消耗完毕，执行步骤13；如果能量未消耗完毕，则执行步骤12；

S12：能量存储模块中的能量未消耗完毕，判断环境能量是否充足；如果环境能量充足，执行步骤S1；如果环境能量不充足，执行步骤S10；

S13：能量存储模块中的能量消耗完毕，使用后备能源供给模块中的能量；

S14：判断后备能源供给模块中的能量是否耗尽，如果是耗尽，则执行步骤S16；如果没耗尽，则执行步骤S15；

S15：能源供给模块中的能量未耗尽，判断环境能量是否充足，如果环境能量充足，执行步骤S1；如果环境能量不充足，执行步骤S13；

S16：后备能源供给模块中的能量耗尽后，无线网络传感器节点的能量供给装置进入死机状态；

S17：无线网络传感器节点的能量供给装置死机状态后，如果环境能量又一次充足，执行步骤S1，无线网络传感器节点的能量供给装置利用环境能量再次启动；如果环境能量不充足，则无线网络传感器节点的能量供给装置继续步骤S16的处于死机状态；

以上步骤周而复始，实现系统的自动供电。