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基于光伏-振动能的无线传感网络节点电源系统研究
资料介绍
目前最常见的无线传感器网络节点供电方式是电池供电。由于无线传感网络节点在线路中部署后不易更换电池，因此，利用环境能源来为无线传感网络节点实时供电成为当前的研究热点之一。太阳能是最丰富的可再生能源，它给人类的生活和工作带来了极大的方便；可太阳能发电所需的必要条件是光照指数，容易受到天气变换影响，如果光照指数过小，太阳光伏效应转换的效率将会大幅度降低。而振动能是依靠机械振动来提供的，其发电装置结构简单、不发热、没有电磁干扰等，因此其应用领域十分广泛。然而，由于其基本结构太过简单，使其存在着频率响应带宽不高，输出能量不稳定等特性。因此，本文通过收集和存储环境中的太阳能和振动能为传感网络节点储备能量，解决节点的长效能源供应问题，实现了节点的自供能。
本文首先以无线传感网络节点技术为应用背景，给出了该节点的结构组成，通过比较了传统的电池供电方式和环境供能的优劣，论述了利用环境中的太阳能和振动能给无线传感器网络节点供电的可行性、这两种能源发电的原理以及这两种能源给无线传感网络节点供电的总体结构框图。
其次，论述了这两种能源的发电特性、能量采集和储存装置设计，进行了环境供能的无线传感网络节点的电源管理系统硬件电路设计，并在MSP430单片机开发调试环境IAREW4305.20下，进行软件程序设计，给出系统程序流程图，实现两种电源的综合管理。
最后，构建了一套能使无线传感网络节点正常持续工作的电源管理系统硬件平台，完成了无线传感网络节点的硬件制作和调试，并根据相关试验数据分析研究了无线传感网络节点能耗、工作寿命和发射距离等问题。
试验结果表明，设计的电源管理系统可以满足无线传感网络节点的供电需要，为无线传感网络节点正常持续工作提供了保证。
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