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無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)新型能量管理系統(tǒng)
點(diǎn)擊次數(shù)：1284 發(fā)布時(shí)間：2010-12-9
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)新型能量管理系統(tǒng)
New power management system for wireless sensor networks zHA0 Qing．hua ，ZHANG Wei ，LI Hong—yan ．LI Hua （1．College of Information Engineering，Taiyuan University of Technology， Taiyuan 030o24，China；2．College of Chemistry and Chemical Engineering，Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China） Abstract：A new power management circuit with four photovohaic
batteries which harvest energy from environment is developed．One of the photovohaic batteries is over wireless sensor node which is packaged and the others are installed on the three sides of the wireless sensor node．An experiment is carried out under normal strength of illumination and confirms rationality of the energy management system to the energy management． Key words：photovohaic battery；wireless sensor node；power management
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 的節(jié)點(diǎn)通常采用較大的外帶電源 或容量有限的電池等方式提供能量，這極大地限制了無(wú)線 傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不易維護(hù)、復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。如果 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)靠自身所攜帶的十分有限的一次性電池要 完成連續(xù)數(shù)月的工作，就只能采用節(jié)能的管理方式，這種管 理方式只能延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的壽命，卻不能保證整個(gè)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)數(shù)年的可靠工作。要想使傳感器節(jié)點(diǎn)的工作壽命 長(zhǎng)，從環(huán)境中捕獲能量是一種有效的途徑 刮。 本文采用4塊太陽(yáng)能光伏電池從環(huán)境中捕獲能量，并采用、合理的能量管理方式，實(shí)現(xiàn)了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的 長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。
1生能器件和儲(chǔ)能器件
1.1 生能器件
生能器件由4塊太陽(yáng)能光伏電池組成，它們分別粘貼 在一個(gè)正方體盒子的頂部和3個(gè)側(cè)面，無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)封裝在盒子內(nèi)部，其天線安裝在正方體盒子上無(wú)太陽(yáng)能光伏 電池的一面。太陽(yáng)能光伏電池尺寸為80 mm×80 mm，在 AM1.5標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)光照射時(shí)，其開(kāi)路電壓和短路電流分別為 7。l8V和180。0mA。
1.2儲(chǔ)能器件
儲(chǔ)能器件由鋰離子電池和超級(jí)電容器組成。鋰離子電 池具有較大的能量密度，可以進(jìn)行500多次的完整充放電， 其自放電現(xiàn)象較弱;超級(jí)電容器具有較大的功率密度，可以用較大的電流進(jìn)行上萬(wàn)次的充放電，壽命比較長(zhǎng)，但自放電 現(xiàn)象嚴(yán)重;將鋰離子電池和超級(jí)電容器結(jié)合起來(lái)使用可以 取長(zhǎng)補(bǔ)短。本研究所用的鋰離子電池過(guò)充電保護(hù)電壓為 4.2V，過(guò)放電保護(hù)電壓為3V，容量為1400mAh。超級(jí)電容器的容量為30 F，額定電壓為2.7 V。 2無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的能量管理 無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)上的能量管理系統(tǒng)是由4塊太陽(yáng)能光伏電池組成的生能器件和由鋰離子電池與超級(jí)電容器組成 的雙儲(chǔ)能器件為無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電的能量管理。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)新型能量管理系統(tǒng)