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无线传感器节点能量管理系统的研究

更新时间：2020-03-15 15:26:44 大小：5M 上传用户：xiaohei1810 查看TA发布的资源 标签：无线传感器 下载积分：3分评价赚积分（如何评价?）打赏收藏评论(0) 举报

资料介绍

无线传感器网络具有多跳性、能够自组织网络、无需基础设施支持的优点，在军事、民用领域都有着广阔的应用前景。然而，传感器网络节点数目庞大，分布区域广、部署环境复杂或危险，无法利用人工更换电池的方式来补充电能。所以解决无线传感器网络能量问题并对能量进行充分、合理的利用是我们研究的重点。本文的主要工作如下。

⑴采用低功耗的无线收发射频芯片nRF401和AT89C2051-12PU单片机，研制出一种体积小、成本低的无线传感器节点。该节点上携带有照度传感器和温度传感器，能够获取环境中的照度信息和温度信息，并测试出无线传感器节点在不同条件下的传输距离。结合无线传感器节点研制过程中遇到的困难，总结出无线传感器节点在设计和制作过程中应注意的问题。

⑵分析了太阳能电池及光伏系统的特性，发现光伏电池工作在最大功率点时，输出性能是最好的，如果能使光伏电池一直工作在最大功率点附近，则能更高效地给传感器节点供能。在设计中引进了最大功率点跟踪算法。

⑶分析了超级电容器和锂离子电池的原理及特性，并对超级电容器和锂离子电池混合使用的可行性进行了分析。分析结果表明将锂离子电池与超级电容器混合使用，可以减小锂离子电池的输出电流和充放电次数，降低内部损耗，延长放电时间，延缓失效进程。超级电容器和锂离子电池混合使用，可以扬长避短，优势互补，形成高容量、高功率、长寿命的混合储能系统，将扩展锂离子电池和超级电容器的应用空间。

⑷分析了太阳能光伏电池的温度效应。发现太阳能电池中80％的光能转化为热能，20％的光能转化为电能。同时发现太阳能电池的温度升高影响其本身的工作效率。为了更充分地利用太阳能，减少温度升高对太阳能电池的影响，构建了光伏-温差混合能量管理系统。温差电池吸收光伏电池产生的热能并转化为电能，这不仅降低了光伏电池的温度，而且提高了光伏电池的输出电压和峰值功率。给系统增加电能的产出。在相同条件下，通过理论和实验验证，光伏电池单能量转化子系统与光伏-温差双能量转化子系统相比较，混合能源中光伏电池的背面温度最大可降低13℃；光伏电池的开路电压最大升高了304mV；光伏电池的效率提高了5.2％。充分体现了混合能源的优势，提高了光伏电池的发电效率并实现余热利用。因此，光伏-...