[发明专利]一种基于压电发电机的桥梁自供能监控系统

说明书

本发明公开了一种基于压电发电机的桥梁自供能监控系统，该监控系统包括：压电发电机、可充电的电源、监控设备、MCU、无线信号发射器和无线终端，其中，压电发电机设置于桥梁路面；压电发电机的电流输出端与电源的电流输入端相连；电源的电流输出端分别连接到MCU、监控设备和无线信号发射器；监控设备用于采集桥梁的待监控数据，监控设备连接MCU的数据输入端，用于将采集的待监控数据发送给MCU进行存储；无线信号发射器连接MCU，其还信号连接到无线终端；压电发电机还连接到MCU的信号输入端。本系统可高效利用桥梁通行汽车所产生的能量进行自供能监控，避免了发电受环境气象的影响，同时设置系统工作模式，可有效减小系统的平均功耗，达到节能目的。

技术领域

本发明涉及一种节能环保监控系统，特别是一种基于压电发电机的桥梁自供能监控系统。

背景技术

随着桥梁使用年限的增加，对桥梁应力、温度的分析也日趋重要，从而达到监控桥梁安全的目的。现今，桥梁监控系统有很多，功能也大都相似，但大多数桥梁监控系统并不是节能环保的。即使有些桥梁监控系统使用了新型清洁能源，如太阳能、风能等，但此类方式受环境因素限制严重，对于低紫外线或无风等情况，发电效率太低，也无法有效利用桥梁自身的优势对环境能量进行利用。

因此，有必要提供一种利用桥梁自身功能-通行汽车-以解决对桥梁安全监控的自供能问题，实现高效利用环境能量的目的。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种基于压电发电机的桥梁自供能监控系统，以解决桥梁监控的自供能问题，同时高效利用桥梁通行汽车的环境所产生的能量来供电，避免受气象限制而发电效率不高或发电不稳定的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于压电发电机的桥梁自供能监控系统，该监控系统包括：压电发电机、可充电的电源、监控设备和MCU，其中，压电发电机设置于桥梁路面；压电发电机的电流输出端与电源的电流输入端相连；电源的电流输出端分别连接到MCU和监控设备；监控设备用于采集桥梁的待监控数据，监控设备连接MCU的数据输入端，用于将采集的待监控数据发送给MCU进行存储。

进一步的，压电发电机还连接到MCU的信号输入端。相应的，MCU根据压电发电机发送的电流信号切换系统的工作模式。

进一步的，监控设备包括温度传感器和应力传感器；温度传感器设置于桥梁建筑体上，应力传感器设置于桥墩与桥面间的连接部位。

进一步的，监控系统还包括：无线信号发射器和无线终端；无线信号发射器分别连接于MCU的数据输出端和电源的电流输出端；无线信号发射器信号连接于无线终端。

进一步的，无线终端连接于电源，用于为电源无线充电。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、通过采用压电发电机以为桥梁监控系统进行供电，基于桥梁的汽车通行能力，避免了发电受环境气象的影响。同时，基于压电发电的自供能监控系统，可高效利用桥梁上通行汽车所产生的能量，达到节能环保的监控效果。

2、基于监控系统工作模式的控制，工作于汽车通行时，其余时间处于低功耗状态，可有效减小监控系统的平均功耗，同时又保证监控数据的有效性。

3、设置必要的监控设备，在保证对必要数据的监控的同时，有效减小系统的能耗开销，进而达到节能的目的。

通过无线终端对电源进行无线充电，相较于有线充电的方式，可明显降低系统的复杂度，保证了系统的稳定性，降低了维护成本和难度。通过无线终端在需要读取待监控数据时，对电源进行充电，可对系统在该环节增加的能耗进行适当补充，进而保证系统的正常运行，避免电源供能不足导致的无线终端读取数据失败的情况。

附图说明