海洋浮標(biāo)是海洋研究中重要的水文氣象數(shù)據(jù)收集設(shè)備,由于海洋浮標(biāo)遠(yuǎn)離陸地工作,一直以來浮標(biāo)存在能量難以續(xù)航的困難。如何及時(shí)補(bǔ)充海洋浮標(biāo)能量,減少不必要的能量消耗,延長海洋浮標(biāo)設(shè)備的有效工作時(shí)間成為亟待解決的問題�；诖苏n題研究設(shè)計(jì)出一套面向海洋浮標(biāo)的電源智能管理系統(tǒng)。論文首先調(diào)研了當(dāng)前各領(lǐng)域嵌入式系統(tǒng)的電源管理方案和策略,然后對海洋浮標(biāo)的工作特點(diǎn)和功能需求進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上從硬件低功耗和軟件策略兩個(gè)方面針對海洋浮標(biāo)提出一套電源管理系統(tǒng)的總體方案。系統(tǒng)以MSP430F169超低功耗、多工作模式的單片機(jī)為主控芯片,采用具有毫瓦級功率采集和管理功能的bq25504芯片進(jìn)行太陽能和波浪震動(dòng)能量收集,儲存到鋰電池中,利用MAX17049芯片進(jìn)行鋰電池電量檢測,通過低功耗電壓轉(zhuǎn)換芯片MP4350和G0507S實(shí)現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換,同時(shí)利用MOS管進(jìn)行負(fù)載開關(guān)的控制。在硬件低功耗設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,論文中提出了包括操作系統(tǒng)和負(fù)載動(dòng)態(tài)電源管理方案,操作系統(tǒng)在多工作模式轉(zhuǎn)換,負(fù)載根據(jù)電池剩余電量和功能需求,在考慮功耗和單個(gè)負(fù)載權(quán)重因子之后,篩選出符合當(dāng)前電量和功能需求的工作模式。系統(tǒng)完成了能量收集貯存、單片機(jī)控制、電... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 電源管理研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)
    2.1 系統(tǒng)的總體要求
        2.1.1 海洋浮標(biāo)設(shè)備的功能需求分析
        2.1.2 電源管理的特點(diǎn)和硬件平臺的選擇
    2.2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方案
        2.2.1 能量收集貯存模塊
        2.2.2 單片機(jī)控制模塊
        2.2.3 電壓轉(zhuǎn)換模塊
        2.2.4 負(fù)載管理模塊
        2.2.5 電量檢測模塊
    2.3 電源管理策略
        2.3.1 硬件低功耗電源管理策略
        2.3.2 軟件低功耗電源管理策略
    2.4 小結(jié)
第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.1 總體硬件方案
    3.2 能量收集貯存模塊硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.3 電源管理控制模塊硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
        3.3.1 單片機(jī)控制模塊
        3.3.2 電壓轉(zhuǎn)換模塊
        3.3.3 負(fù)載管理模塊
        3.3.4 電量檢測模塊
    3.4 系統(tǒng)樣機(jī)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    3.5 本章小結(jié)
第4章 系統(tǒng)的電源管理策略與軟件仿真
    4.1 電源管理策略總體方案
    4.2 電源管理策略
        4.2.1 系統(tǒng)電源管理策略方案
        4.2.2 負(fù)載電源管理策略方案
    4.3 電源管理策略軟件仿真
    4.4 本章小結(jié)
第5章 系統(tǒng)功能測試和分析
    5.1 硬件功能測試
        5.1.1 能量收集貯存功能測試
        5.1.2 核心控制板功能測試
        5.1.3 電量檢測模塊測試
        5.1.4 電壓轉(zhuǎn)換模塊功能測試
    5.2 電源管理策略結(jié)果分析
        5.2.1 從功耗角度分析電源管理策略
        5.2.2 從負(fù)載權(quán)重因子的角度分析電源管理策略
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3663402