[发明专利]一种森林环境能量收集方法

摘要

一种森林环境能量收集方法，充分利用森林环境的现有能源，如：生物电能、风能，将其采集存储起来，以解决无线传感器网络节点在森林中应用时的供电问题；该森林环境能量收集方法包括：活立木土壤电压采集及连接电路、发电小风车、风电采集及倍压整流电路、活立木土壤电与风电自动切换电路、无源升压电路、能量积累储存电路；该收集方法的特点在于：能够对活立木与其生长的土壤间的电压信号及森林中的自然风作用于安装在树上的发电小风车产生的电压信号进行采集，将采集的活立木与其生长的土壤间的电压信号与发电小风车发出的经倍压整流电路后的电压信号进行比较，自动将电压大的信号与无源升压电路连接，无源升压电路将电压升为3v，再经超级电容器收集、储存能量，在微损耗智能充电控制器控制下，给锂电池充电。

主权项

一种森林环境能量收集方法，包括：活立木土壤电压采集及连接电路、发电小风车、风电采集及倍压整流电路、活立木土壤电与风电自动切换电路、无源升压电路、能量积累储存电路，其特征在于：所述活立木土壤电压采集及连接电路完成对活立木与其生长的土壤间的电压采集，选择活立木与其周围的土壤之间PH值差值大于1处进行采集，使用带螺纹的钢钉(直径为3.45mm，长度为9.788cm)作为电极，钉在活立木和土壤的被测点处，深度5cm以上，确定活立木上某一点作为参考点，周围土壤到参考点间的电压即为采集的活立木土壤电压信号；所述发电小风车内含有永久磁铁、线圈，在森林风作用下产生交变电压信号；所述风电采集及倍压整流电路是对所述发电小风车发出的交变电压信号进行采集并倍压整流后形成风电压信号；所述活立木土壤电与风电自动切换电路能够将所述采集的活立木土壤电压信号与风电压信号进行比较，自动将电压大的信号与所述无源升压电路连接；所述无源升压电路包括DC‑DC升压转换器启动用的充电泵模块和CMOS的DC‑DC升压转换器模块，将采集的电压信号(直流几十到几百毫伏)无源升压到直流3v；所述能量积累储存电路包括超级电容器、微损耗智能充电控制器、锂电池，将所述无源升压电路升至直流电压3v的电信号，对超级电容器充电、储存能量，在微损耗智能充电控制器控制下，给锂电池充电。