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申请/专利权人：北京纳米能源与系统研究所

摘要：一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。由此可以实现自驱动的无线胎压监测，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题。

主权项：1.一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将所述轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能，其中，所述摩擦纳米发电机包括：基底层，为六边形的环形结构；第一电极层，紧贴所述基底层内侧三个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴所述基底层内侧另外三个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；绝缘层，紧贴所述第一电极层摩擦电极层，且所述基底层的六个边中的一组对边与所述轮胎的径向垂直，其中，所述绝缘层与所述第一电极层摩擦电极层接触面的相对面具有微结构；无线胎压监测单元，由所述摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测，其中，所述摩擦纳米发电机输出的电能经过全桥整流后为后端电容充电，在充电预定时间后，开关跳转，所述后端电容放电，以便于所述无线胎压监测单元工作；其中，根据静电感应原理，所述绝缘层在所述基底层未发生变形时，与所述摩擦电极层第一电极层之间存在预定间隙，所述第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；根据摩擦起电原理，所述绝缘层在所述基底层受外力作用下发生变形时，改变所述绝缘层与摩擦电极层第一电极层的接触状态，摩擦产生电荷，所述电荷的产生会使所述第一电极层和所述摩擦电极层之间的电容发生改变，从而产生电势差所述电荷通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，在外电路中形成电流。

全文数据：无线胎压监测系统技术领域本公开属于摩擦发电技术领域，更具体地涉及一种无线胎压检测系统。背景技术通常情况下，车辆在行驶过程中需要对轮胎压力进行监测，以确保行车安全。但现有技术中的胎压测试系统一般是由电池进行供电，这样就可能出现胎压测试系统受限于电池寿命而需要定期更换维护的弊端。而汽车轮胎是汽车的重要组成部件，其对于保障汽车的安全行驶具有重要的作用。轮胎转动时会不停地旋转、压缩，对比轮胎接触和不接触地面时的形变量，发现其形变率非常大，因此行驶中的汽车轮胎能够产生较大的能量，但此能量在很大程度上都被忽视和浪费掉了。公开内容基于以上问题，本公开的主要目的在于提出一种无线胎压监测系统，用于解决以上技术问题的至少之一。为了实现上述目的，作为本公开的一个方面，本公开提出一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机包括：基底层，为2N边形的环形结构；第一电极层，紧贴基底层内侧N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴基底层内侧另外N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；以及绝缘层，紧贴第一电极层摩擦电极层。其中，基底层在外力作用下发生变形，以改变绝缘层与摩擦电极层第一电极层的接触分离状态，摩擦产生电荷，且在分离状态时，第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；N为大于1的自然数。在本公开的一些实施例中，上述第一电极层连接有第一引出导线；摩擦电极层连接有第二引出导线；摩擦纳米发电机通过第一引出导线及第二引出导线连接至无线胎压监测单元。在本公开的一些实施例中，上述基底层为正2N边形的环形结构。在本公开的一些实施例中，上述N为奇数，且基底层的2N个边中的一组对边与轮胎的径向垂直；优选地，N＝3。在本公开的一些实施例中，上述绝缘层在基底层未发生变形时，与摩擦电极层第一电极层之间存在预定间隙；绝缘层在基底层发生变形时，与摩擦电极层第一电极层在形变压力下相互接触。在本公开的一些实施例中，上述绝缘层与第一电极层摩擦电极层接触面的相对面具有微结构，该微结构为包括纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构中任意组合的阵列结构。在本公开的一些实施例中，上述第一电极层和摩擦电极层的主体材质包括：金属、合金和导电氧化物的任意组合；绝缘层的主体材质包括高分子聚合物；基底层的主体材料包括柔性绝缘材料；优选地，该柔性绝缘材料具有高耐久性。在本公开的一些实施例中，上述无线胎压监测单元包括：交直流转换电路，与摩擦纳米发电机连接，用于将摩擦纳米发电机转化得到的电能存储并向无线胎压传感器供电；无线胎压传感器，包括：设置在轮胎气嘴处的发射端，用于对轮胎的胎压进行检测，并将检测结果发射至接收端；接收端，用于接收检测结果并实时呈现。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机通过粘贴、缝合或堆叠方式设置于所述轮胎的内、外胎之间；和或，摩擦纳米发电机的数量为多个，该多个摩擦纳米发电机之间通过导线以并联方式连接，导线分布在轮胎的内、外胎之间。在本公开的一些实施例中，上述系统还包括：密封单元，用于对导线和摩擦纳米发电机接近轮胎外胎的边缘进行密封。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机的尺寸与轮胎内、外胎的尺寸相匹配。本公开提出的无线胎压监测系统具有以下有益效果：1、在轮胎的内侧设置摩擦纳米发电机，使得在轮胎行进过程中，该摩擦纳米发电机可以将由于轮胎内侧变形产生的机械能转化为电能，以为与其连接的无线胎压监测单元供电，由此可以实现自驱动的无线胎压监测，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题；2、本公开的摩擦纳米发电机包括2N边形的环形结构的基底层，基底层的变形会引起绝缘层与摩擦电极层第一电极层之间接触分离状态的改变，摩擦产生电荷；且在分离状态时，第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷，因此本公开的摩擦纳米发电机能够将变形引起的机械能高效的转化为电能，在收集低频能源方面有绝对的优势；3、绝缘层与第一电极层摩擦电极层接触面的相对面具有微结构，从而增大绝缘层和摩擦电极层之间的接触面积，有利于电荷的产生和积累，因此可进一步提高机械能转化为电能的转化效率，提高摩擦纳米发电机的发电效率。附图说明图1是本公开一实施例提出的无线胎压监测系统的结构图；图2是本公开一实施例提出的摩擦纳米发电机的结构示意图；图3是图2所示的摩擦纳米发电机中高分子聚合物绝缘层纳米线结构所在表面的电镜扫描图；图4是将图2所示的摩擦纳米发电机安装在轮胎上的位置示意图；图5是图2所示的摩擦纳米发电机随轮胎运动变形而发电的原理图；图6是本公开一实施例提出的无线胎压监测系统的电路图；图7是图2所示的摩擦纳米发电机的阻抗匹配曲线；图8是图2所示的摩擦纳米发电机电输出的稳定性曲线；图9是本公开提出的无线胎压监测系统在正常工作时的电容电压曲线。具体实施方式为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开作进一步的详细说明。通过对汽车行驶过程中机械能的利用，能够提高车辆能量的使用效率，若将柔性的摩擦纳米发电机固定在轮胎内侧，那么在摩擦纳米发电机的固定位置与地面相接触时，轮胎发生形变，摩擦纳米发电机就可以产生电脉冲信号。但是，摩擦纳米发电机的不同形状会对其嵌入轮子后的输出有很大的影响。因此，本公开的目的在于提供一种摩擦纳米发电机的无线胎压监测系统，以使摩擦纳米发电机更好的与轮胎相结合，解决现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题；同时解决摩擦纳米发电机的不同形状会对其嵌入轮子后的输出有很大的影响的问题。基于以上描述，本公开提出本公开提出一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。本公开通过在轮胎的内侧设置摩擦纳米发电机，使得在轮胎行进过程中，该摩擦纳米发电机可以将由于轮胎内侧变形产生的机械能转化为电能，以为与其连接的无线胎压监测单元供电，由此可以实现自驱动的无线胎压监测，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中胎压监测系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机包括：基底层，为2N边形的环形结构；第一电极层，紧贴基底层内侧N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴基底层内侧另外N个相邻边，作为摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；以及绝缘层，紧贴第一电极层摩擦电极层。其中，基底层在外力作用下发生变形，以改变绝缘层与摩擦电极层第一电极层的接触分离状态，摩擦产生电荷，且在分离状态时，第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；N为大于1的自然数。本实施例的摩擦纳米发电机能够将变形引起的机械能高效的转化为电能，在收集低频能源方面有绝对的优势。在本公开的一些实施例中，上述第一电极层连接有第一引出导线；摩擦电极层连接有第二引出导线；摩擦纳米发电机通过第一引出导线及第二引出导线连接至无线胎压监测单元。在本公开的一些实施例中，上述基底层为正2N边形的环形结构。在本公开的一些实施例中，上述N为奇数，且基底层的2N个边中的一组对边与轮胎的径向垂直；优选地，N＝3。在本公开的一些实施例中，上述绝缘层在基底层未发生变形时，与摩擦电极层第一电极层之间存在预定间隙；绝缘层在基底层发生变形时，与摩擦电极层第一电极层在形变压力下相互接触。在本公开的一些实施例中，上述绝缘层与第一电极层接触面的对面具有微结构，该微结构为包括纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构中任意组合的阵列结构；从而增大绝缘层和摩擦电极层之间的接触面积，有利于电荷的产生和积累，因此可进一步提高机械能转化为电能的转化效率，提高摩擦纳米发电机的发电效率。对于该微结构，可以通过光刻蚀、化学刻蚀和等离子刻蚀等方法在高绝缘层的表面制备，也可以在制备绝缘层材料时直接形成。在本公开的一些实施例中，上述第一电极层和摩擦电极层的主体材质包括：金属、合金和导电氧化物的任意组合；绝缘层的主体材质包括高分子聚合物；基底层的主体材料包括柔性绝缘材料；优选地，该柔性绝缘材料具有高耐久性。具体地，摩擦电极层和第一电极层可以由导电性且易得失电子的金属、合金或导电的氧化物材料形成，金属例如可以为以下中至少一者：金、银、铜、铝、铂、钯、铬和镍等；合金例如可以为以下中至少一者：铝合金、镁合金、铜合金、钛合金、镍合金、锡合金等；导电的氧化物材料例如可以为铟锡氧化物ITO。绝缘层可以为难失去电子的绝缘材料，如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯FEP，四氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚二甲基硅氧烷PDMS、聚酰亚胺、聚二苯基丙烷碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、苯胺甲醛树脂、聚甲醛、乙基纤维素、聚酰胺、三聚氰胺甲醛、聚乙二醇丁二酸酯、纤维素、纤维素乙酸酯、聚己二酸乙二醇酯、聚邻苯二甲酸二烯丙酯、再生纤维素海绵、聚氨酯弹性体、苯乙烯丙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯丁二烯共聚物、聚酰胺尼龙、聚酰胺尼龙、聚甲基丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚酯、聚异丁烯、聚氨酯弹性体、聚氨酯柔性海绵、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、氯丁橡胶、丁二烯丙烯共聚物、天然橡胶、聚丙烯腈、聚偏氯乙烯-co-丙烯腈、聚乙烯丙二酚碳酸盐，聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚氯丁二烯、聚丙烯腈、醋酸酯、聚双苯酚碳酸酯、聚氯醚、聚三氟氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯和派瑞林等，绝缘层的材料并不限定为一种，可以为上述材料中的一种或者多种。基底层可以为柔性的且耐久性好的绝缘材料，如聚酰亚胺PET、聚酯聚合物Kpton等。在本公开的一些实施例中，上述无线胎压监测单元包括：交直流转换电路，与摩擦纳米发电机连接，用于将摩擦纳米发电机转化得到的电能存储并向无线胎压传感器供电；无线胎压传感器，包括：设置在轮胎气嘴处的发射端，用于对轮胎的胎压进行检测，并将检测结果发射至接收端；接收端，用于接收检测结果并实时呈现。其中，接收端可设置于轮胎甚至车辆的任意位置，与所述发射端通过无线信号实现通信。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机通过粘贴、缝合或堆叠方式设置于轮胎的内、外胎之间；其中堆叠方式为将若干个摩擦纳米发电机整齐地放置于内胎和外胎之间，并不进行粘贴或缝合等固定方式，只是通过叠放在一起充满整个空间。优选地，该摩擦纳米发电机通过粘贴方式设置在轮胎的内、外胎之间，从而为无线胎压监测单元提供胎压监测时的电能。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机的尺寸与轮胎内、外胎的尺寸相匹配，从而使得摩擦纳米发电机很好的固定在内、外胎之间，增大绝缘层与摩擦电极层的接触面积，提高机械能转换为电能的转换效率。在本公开的一些实施例中，上述摩擦纳米发电机的数量为多个，该多个摩擦纳米发电机之间通过导线以并联方式连接，导线分布在轮胎的内、外胎之间。例如，摩擦纳米发电机的个数可以为3个、5个、10个、15个等。在本公开的一些实施例中，上述无线胎压监测系统还包括密封单元，用于对导线和摩擦纳米发电机接近轮胎外胎的边缘进行密封。由此可以防止轮胎涉水及正常行进过程中对摩擦纳米发电机的损坏。在本公开的一些实施例中，上述轮胎可以为车辆的轮胎，例如为自行车、摩托车、三轮车、大货车、小轿车、皮卡等。以下通过具体实施例，对本公开提出的摩擦纳米发电机及无线胎压监测系统进行详细描述。实施例如图1是本实施例提出的基于摩擦纳米发电机的无线胎压监测系统的结构图，该无线胎压监测系统包括：摩擦纳米发电机10，设置在车辆轮的内侧，用于在车辆行进过程中，将由于轮胎的变形产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元20，与摩擦纳米发电机10连接，由摩擦纳米发电机10供电。通过在车辆轮胎的内侧设置摩擦纳米发电机10，使得车辆行进过程中，摩擦纳米发电机10可以将由于轮胎的变形产生的机械能转化为电能，从而为与其连接的无线胎压监测单元20供电，由此可以实现自驱动的无线胎压监测系统，确保对胎压的实时监测，解决了现有技术中的胎压测试系统受限于电池寿命而不能对胎压进行实时监测的问题。其中，无线胎压监测单元20包括：交流直流转换充电电路，与摩擦纳米发电机10连接；无线胎压传感器包括：设置在所述轮胎的气嘴处的发射端，与交流直流转换充电电路连接；以及用于实时显示胎压的接收端。如图2所示，摩擦纳米发电机10包括正六边形环形结构的基底层11、摩擦电极层14、高分子聚合物绝缘层13和第一电极层12，其中，基底层11作为摩擦纳米发电机10的外壳被粘贴在轮胎1的内胎2和外胎3之间；基底层11和摩擦电极层14与第一电极层12贴合在一起，第一电极层12位于基底层11内侧三个相邻的边上，摩擦电极层14位于基底层11内侧另外三个相邻的边上，高分子聚合物绝缘层13和第一电极层12贴合在一起；摩擦电极层14和第一电极层12分别作为六边形摩擦纳米发电机的电压或电流的输出电极。在轮胎内侧未变形时，高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14之间存在预定间隙；在压力作用下所述轮胎的内侧变形时高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14在形变压力下相互接触。其中，基底层11为柔性的且耐久性好的绝缘材料聚酰亚胺PET；高分子聚合物绝缘层13为难失去电子的绝缘材料聚四氟乙烯，且其在与第一电极层12接触面的相对面具有纳米线结构，其电镜扫描图如图3所示；第一电极层12和摩擦电极层14由导电性且易得失电子的金属、合金或导电的氧化物材料形成，其中，第一电极层12为铟锡氧化物ITO，摩擦电极层14为铝合金。其中，上述的高分子聚合物绝缘层13和第一电极层12呈现的形状仅仅是示例性的，并非用于限定本实施例的结构。其中，如图4所示，摩擦纳米发电机10通过粘贴方式设置在车辆的轮胎内侧，其具体安装位置可如图3所示，但本实施例并不限于如图3所示的位置。虽然图4中示出的是在轮胎1的内胎2与外胎3之间设置多个摩擦纳米发电机，但其仅仅是示例性的，并非用于限定本实施例，实际使用时，可以根据实际需要设置适当数量的摩擦纳米发电机。如图5为本实施例的摩擦纳米发电机随轮胎运动变形而发电的原理图。如图5中D所示，在轮胎1未变形时，基底层11呈六边形环状态，且高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14之间存在预定间隙。在此状态下，高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14的相对面分别处于电中性。而如图5中从E到C按箭头方向所示，在轮胎1行进过程中，轮胎1变形时高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14在轮胎内测的形变压力下可以逐渐相互接触。高分子聚合物绝缘层13与摩擦电极层14在相互接触和分离的过程中可以产生电能并输出，这是由于摩擦起电和静电感应原理。即，当受到轮胎1外力作用，摩擦纳米发电机10受到挤压，高分子聚合物绝缘层13和摩擦电极层14发生接触摩擦产生静电荷，静电荷的产生会使第一电极层12和摩擦电极层14之间的电容发生改变，从而产生电势差。由于电势差的存在，自由电子将通过外电路由电势低的一侧流向电势高的一侧，从而在外电路中形成电流。而当纳米发电机的各层恢复到原来状态即图5中D所示的状态时，这时形成在第一电极层12和摩擦电极层14之间的内电势消失，此时已平衡的第一电极层12和摩擦电极层14之间将再次产生反向的电势差，则自由电子通过外电路形成反向电流。通过反复摩擦和恢复，就可以在外电路中形成周期性的交流电信号。对于摩擦纳米发电机10与无线胎压监测单元20之间的具体连接，如图6所示。被放置在轮胎1内的摩擦纳米发电机10输出的电能经过全桥整流后为后端电容充电，充电一段时间后，开关S从1到2，使无线胎压监测系统正常工作。图7为本实施例提出的摩擦纳米发电机的阻抗匹配曲线；从图中可以看出，匹配阻抗为65MΩ时，该摩擦纳米发电机可以达到最大输出功率，最大输出功率为1.9mW。图8为本实施例提出的摩擦纳米发电机的电输出稳定性曲线；从图中可以看出，在30天内，该摩擦纳米发电机具有稳定的电输出，其耐久性良好。图9为本实施例提出的无线胎压监测系统正常工作时的电容电压曲线，从图中可以看出，当后端电容为1mF时，充电960s后就可以使无线胎压监测系统正常工作。综上所述，本实施例针对现实中胎压监测出现的问题提出了一种基于摩擦纳米发电机的无线胎压监测系统，其中的摩擦纳米发电机能够最大化、稳定地收集轮胎旋转过程中的机械能，来为无线胎压监测系统供电。该公开具有通用性、高效性和实用性，可为汽车电子领域和环境能量收集领域提供完整的微能源解决方案。还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

权利要求：1.一种无线胎压监测系统，包括：设置于轮胎内、外胎之间的摩擦纳米发电机，用于将所述轮胎行进过程中形变产生的机械能转化为电能；以及无线胎压监测单元，由所述摩擦纳米发电机提供电能，用于完成胎压监测。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述摩擦纳米发电机包括：基底层，为2N边形的环形结构；第一电极层，紧贴所述基底层内侧N个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第一摩擦电极；摩擦电极层，紧贴所述基底层内侧另外N个相邻边，作为所述摩擦纳米发电机的第二摩擦电极；以及绝缘层，紧贴所述第一电极层摩擦电极层；其中，所述基底层在外力作用下发生变形，以改变所述绝缘层与摩擦电极层第一电极层的接触分离状态，摩擦产生电荷，且在分离状态时，所述第一电极层或摩擦电极层通过感应产生电荷；N为大于1的自然数。3.根据权利要求2所述的系统，其中：所述第一电极层连接有第一引出导线；所述摩擦电极层连接有第二引出导线；所述摩擦纳米发电机通过所述第一引出导线及第二引出导线连接至所述无线胎压监测单元。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述基底层为正2N边形的环形结构。5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述N为奇数，且所述基底层的2N个边中的一组对边与所述轮胎的径向垂直；优选地，所述N＝3。6.根据权利要求2至5中任一项所述的系统，其中：所述绝缘层在所述基底层未发生变形时，与所述摩擦电极层第一电极层之间存在预定间隙；所述绝缘层在所述基底层发生变形时，与所述摩擦电极层第一电极层在形变压力下相互接触。7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其中，所述绝缘层与所述第一电极层摩擦电极层接触面的相对面具有微结构，该微结构为包括纳米线、纳米管、纳米颗粒、纳米棒、纳米花、纳米沟槽、微米沟槽、纳米锥、微米锥、纳米球和微米球状结构中任意组合的阵列结构。8.根据权利要求2至7中任一项所述的系统，其中，所述第一电极层和摩擦电极层的主体材质包括：金属、合金和导电氧化物的任意组合；所述绝缘层的主体材质包括高分子聚合物；所述基底层的主体材料包括柔性绝缘材料；优选地，该柔性绝缘材料具有高耐久性。9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中，所述无线胎压监测单元包括：交直流转换电路，与所述摩擦纳米发电机连接，用于将所述摩擦纳米发电机转化得到的电能存储并向无线胎压传感器供电；无线胎压传感器，包括：设置在所述轮胎气嘴处的发射端，用于对所述轮胎的胎压进行检测，并将检测结果发射至接收端；接收端，用于接收所述检测结果并实时呈现。10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中：所述摩擦纳米发电机通过粘贴、缝合或堆叠方式设置于所述轮胎的内、外胎之间；和或所述摩擦纳米发电机的数量为多个，该多个摩擦纳米发电机之间通过导线以并联方式连接，所述导线分布在所述轮胎的内、外胎之间。11.根据权利要求10所述的系统，还包括：密封单元，用于对所述导线和所述摩擦纳米发电机接近所述轮胎外胎的边缘进行密封。12.根据权利要求1所述的系统，其中，所述摩擦纳米发电机的尺寸与所述轮胎内、外胎的尺寸相匹配。

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