本文關(guān)鍵詞：EnOcean能量收獲機(jī)理及低功耗技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來(lái),隨著工地、住宅等的監(jiān)控管理系統(tǒng)對(duì)無(wú)線技術(shù)的需求不斷高漲,有效地為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳感器提供能量同時(shí)減低能耗是設(shè)計(jì)者需要考慮的重要問(wèn)題。延長(zhǎng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)收獲器的壽命和節(jié)約成本的重點(diǎn)在于無(wú)線收獲器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的節(jié)能降耗和電能供電,即供能與耗能的問(wèn)題。本文在對(duì)振動(dòng)能的收獲與轉(zhuǎn)化中,提出了歐拉—伯努利梁壓電懸臂梁模型,針對(duì)自激勵(lì)式微力收獲器耦合的問(wèn)題進(jìn)行改進(jìn),對(duì)磁能能量收獲器進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn),在收獲能量后可以將能量轉(zhuǎn)化為電能存儲(chǔ),并針對(duì)收獲器節(jié)點(diǎn)收獲能量時(shí)產(chǎn)生的能耗進(jìn)行分析。WSN節(jié)點(diǎn)需要的電源特點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)眾多、節(jié)點(diǎn)功耗低、節(jié)點(diǎn)分散、需要分散供電、網(wǎng)絡(luò)壽命依賴(lài)節(jié)點(diǎn)供電等,無(wú)線收獲器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)低功耗使得能量收獲自供電技術(shù)成為可能,EnOcean能量收獲技術(shù)從自然界中收獲微弱能量,同時(shí)發(fā)射出無(wú)線信號(hào),接收來(lái)驅(qū)動(dòng)設(shè)備。本文分析研究了無(wú)線收獲器網(wǎng)絡(luò)的能量收獲方法。對(duì)EnOcean能量收獲技術(shù)機(jī)理與方法進(jìn)行了分析,采用太陽(yáng)能、振動(dòng)能、磁能及溫差能四種能量收獲途徑進(jìn)行能量收獲。傳感器節(jié)點(diǎn)在復(fù)雜環(huán)境中可以采用多種方法從自然界中獲取能量,以確保傳感器節(jié)點(diǎn)能夠穩(wěn)定的工作。本文采取無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的低功耗協(xié)議來(lái)降低功耗。在傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層通信協(xié)議設(shè)計(jì)中,主要通過(guò)對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行休眠來(lái)節(jié)能,MAC層通信協(xié)議針對(duì)節(jié)點(diǎn)喚醒和休眠的時(shí)間進(jìn)行設(shè)計(jì),以保證目標(biāo)節(jié)點(diǎn)不會(huì)在休眠期間遺漏數(shù)據(jù)的接收;重點(diǎn)研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能路由協(xié)議,LEACH協(xié)議的基本思路是在每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)中平均分擔(dān)全網(wǎng)的能量負(fù)載,減少網(wǎng)絡(luò)能耗、同時(shí)增加整個(gè)網(wǎng)絡(luò)整體的存活時(shí)間。DEEC算法基于節(jié)點(diǎn)的剩余能量和網(wǎng)絡(luò)的平均能量來(lái)選舉簇首,節(jié)點(diǎn)剩余能量越多成為簇首的幾率越大,該算法可以很好地平衡網(wǎng)絡(luò)的能量消耗。并在MATLAB中對(duì)LEACH協(xié)議、DEEC協(xié)議進(jìn)行了仿真,并對(duì)兩種協(xié)議進(jìn)行了對(duì)比。本文利用的EnOcean的能量收獲技術(shù)和低功耗技術(shù)可以添加更多功能的傳感器網(wǎng)絡(luò),應(yīng)用廣泛,前景廣闊。
【關(guān)鍵詞】：EnOcean 能量收獲 低功耗 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 路由協(xié)議 LEACH DEEC
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TP212.9;TN915.04
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第1章 概述9-13
• 1.1 研究的目的和意義9
• 1.2 EnOcean能量收獲的研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 能量收獲技術(shù)與低功耗10-11
• 1.4 論文主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 1.5 本文的總體設(shè)計(jì)12-13
• 第2章 能量收獲技術(shù)13-34
• 2.1 能量收獲系統(tǒng)的物理模型13-14
• 2.2 基于太陽(yáng)能的能量收獲技術(shù)14-16
• 2.2.1 基于太陽(yáng)能供電的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)15
• 2.2.2 節(jié)點(diǎn)能量動(dòng)態(tài)平衡方程15-16
• 2.3 基于振動(dòng)能的能量收獲技術(shù)16-22
• 2.3.1 靜電式16-17
• 2.3.2 壓電式17-18
• 2.3.3 雙壓電薄膜單元的懸臂梁式微力傳感器18-21
• 2.3.4 懸臂梁式壓電振子結(jié)構(gòu)尺寸變化對(duì)機(jī)電性能的影響21-22
• 2.4 基于溫差能的能量收獲技術(shù)22-25
• 2.4.1 溫差能收獲基本原理22-23
• 2.4.2 溫差能收獲基本模型23-24
• 2.4.3 負(fù)載電阻的選擇24-25
• 2.5 基于磁能的能量收獲技術(shù)25-28
• 2.5.1 環(huán)繞式磁能轉(zhuǎn)換器的原理分析25-27
• 2.5.2 環(huán)繞式磁能轉(zhuǎn)換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)原則27-28
• 2.6 能量收獲存儲(chǔ)電路28-31
• 2.6.1 能量收獲電路28-29
• 2.6.2 升壓原理29-30
• 2.6.3 能量存儲(chǔ)電容30-31
• 2.7 EnOcean能量收獲31-33
• 2.8 本章小結(jié)33-34
• 第3章 低功耗節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)34-43
• 3.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)概述34-35
• 3.1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)34-35
• 3.1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成35
• 3.2 無(wú)線傳感器研究現(xiàn)狀35-38
• 3.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能耗分析38-39
• 3.4 系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的低功耗設(shè)計(jì)39-41
• 3.4.1 硬件選型要求39
• 3.4.2 睡眠機(jī)制節(jié)能39-41
• 3.5 低功耗研究的必要性與改進(jìn)方案41-42
• 3.6 本章小結(jié)42-43
• 第4章 低功耗無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議43-56
• 4.1 低功耗網(wǎng)絡(luò)協(xié)議概述43-44
• 4.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分析44-46
• 4.2.1 泛洪(Flooding)算法和閑聊(GossiPing)算法44-45
• 4.2.2 SPIN路由協(xié)議和SPEED協(xié)議45-46
• 4.2.3 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的對(duì)比分析46
• 4.3 LEACH協(xié)議46-47
• 4.4 DEEC協(xié)議47-49
• 4.4.1 應(yīng)用于同構(gòu)網(wǎng)絡(luò)48-49
• 4.4.2 應(yīng)用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)49
• 4.5 LEACH協(xié)議、DEEC協(xié)議仿真49-54
• 4.5.1 仿真軟件簡(jiǎn)介49-50
• 4.5.2 算法仿真采用的網(wǎng)絡(luò)模型50
• 4.5.3 算法仿真參數(shù)50-51
• 4.5.4 仿真結(jié)果51-54
• 4.6 本章小結(jié)54-56
• 第5章 能量收獲機(jī)理及低功耗技術(shù)的應(yīng)用56-60
• 5.1 壓電能量收獲技術(shù)的應(yīng)用56-57
• 5.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用57
• 5.3 能量收獲低功耗工業(yè)溫度測(cè)量設(shè)計(jì)57-59
• 5.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-64
• 發(fā)表文章目錄64-65
• 致謝65-66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 沈明玉;鄭立坤;;WSN中SPIN路由協(xié)議的改進(jìn)[J];計(jì)算機(jī)工程;2012年05期

  本文關(guān)鍵詞：EnOcean能量收獲機(jī)理及低功耗技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：289058