隨著綠色能源的研究越發(fā)廣泛,環(huán)境能量收集技術(shù)給各領(lǐng)域提供了新的供電方案,特別是在物聯(lián)網(wǎng),無線傳感技術(shù)等信息化的重要技術(shù)手段上,解決了傳統(tǒng)電池供電方案的諸多限制,因此基于環(huán)境能量收集技術(shù)的供電方案越來越受到研究者們的關(guān)注,具有明顯的學術(shù)及應(yīng)用意義。本文中針對環(huán)境中振動能量,展開基于摩擦起電與壓電效應(yīng)的振動能量收集系統(tǒng)研究,對微能源收集系統(tǒng)設(shè)計具有指導性的學術(shù)意義。論文首先分析了微能源收集系統(tǒng)研究的必要性,對能量收集技術(shù)實際應(yīng)用進行了可行性論述,分析總結(jié)并比較了不同振動能量收集器的優(yōu)缺點,詳細地總結(jié)了微能源收集系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與技術(shù)發(fā)展趨勢;其次,論文圍繞著振動能量收集器,討論了摩擦納米發(fā)電機及壓電式振動能量收集器的工作原理,闡述了不同種類的振動能量收集器結(jié)構(gòu)及其工作過程,分析對比了不同結(jié)構(gòu)的區(qū)別與各自優(yōu)勢,并構(gòu)建了相應(yīng)的電學模型,確定了復(fù)合式振動能量收集器的材料選擇,提出并設(shè)計了一種針對復(fù)合式振動能量收集器結(jié)構(gòu);而后,針對電源管理電路設(shè)計,論文中闡述了阻抗匹配基本原理,提出摩擦納米發(fā)電機管理電路的兩個關(guān)鍵問題,即電容充電問題及耦合電感阻抗匹配問題,據(jù)此設(shè)計了一種使用耦合電感的阻抗匹配電路,... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文主要研究內(nèi)容
2 復(fù)合式能量收集器理論基礎(chǔ)與設(shè)計
    2.1 引言
    2.2 摩擦納米發(fā)電機
        2.2.1 摩擦起電效應(yīng)
        2.2.2 摩擦納米發(fā)電機原理分析
        2.2.3 TENG理論模型
    2.3 壓電式振動能量收集器
        2.3.1 壓電效應(yīng)
        2.3.2 壓電材料
        2.3.3 壓電能量收集器等效模型
    2.4 復(fù)合式能量收集器
        2.4.1 復(fù)合式能量收集器結(jié)構(gòu)與材料
        2.4.2 實驗測試
    2.5 本章小結(jié)
3 電源管理電路設(shè)計
    3.1 引言
    3.2 TENG管理電路設(shè)計
        3.2.1 阻抗匹配理論基礎(chǔ)
        3.2.2 TENG管理電路理論
        3.2.3 TENG管理電路設(shè)計
    3.3 壓電能量收集器管理電路設(shè)計
        3.3.1電源管理芯片LTC3588
        3.3.2 壓電能量收集器管理電路設(shè)計
    3.4 能量管理電路測試
    3.5 本章小結(jié)
4 微能源收集系統(tǒng)設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 微能源收集系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計
        4.2.1 能量收集系統(tǒng)硬件系統(tǒng)架構(gòu)
        4.2.2 能量收集系統(tǒng)軟件系統(tǒng)架構(gòu)
        4.2.3 無線傳感節(jié)點器件選型
    4.3 無線傳感節(jié)點硬件通信設(shè)計
        4.3.1 傳感器IIC協(xié)議配置
        4.3.2 傳感節(jié)點電路設(shè)計
        4.3.3 IIC協(xié)議測試
    4.4 無線傳輸通信
        4.4.1 Wi-Fi協(xié)議簡介
        4.4.2 Arduino開發(fā)平臺配置
        4.4.3 無線通信代碼編寫
    4.5 能量收集系統(tǒng)測試
        4.5.1 測試平臺搭建
        4.5.2 測試結(jié)果分析
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)
    5.1 結(jié)論
    5.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表論文目錄：


【參考文獻】：
博士論文
[1]摩擦壓電復(fù)合納米發(fā)電機的基礎(chǔ)研究及應(yīng)用[D]. 鎖國權(quán).北京科技大學 2017
[2]柔性復(fù)合壓電納米發(fā)電機的性能優(yōu)化與應(yīng)用研究[D]. 張光杰.北京科技大學 2017
[3]基于技術(shù)、應(yīng)用、市場三個層面的我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究[D]. 叢林.遼寧大學 2016
[4]基于柔性駐極體發(fā)電機的自供能可穿戴電子器件[D]. 鐘俊文.華中科技大學 2016

碩士論文
[1]基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的新型智能插座設(shè)計[D]. 孫強.西安工業(yè)大學 2016
[2]摩擦納米發(fā)電機的電源管理ASIC設(shè)計[D]. 盧山.重慶大學 2016
[3]基于自供電的發(fā)動機振動故障監(jiān)測系統(tǒng)研究[D]. 易小周.重慶大學 2016
[4]具有能量自采集的無線傳感網(wǎng)設(shè)計與實現(xiàn)[D]. 夏川.南京郵電大學 2015
[5]適用于發(fā)動機振動監(jiān)測的微型寬頻壓電能量收集器研究[D]. 周潔琳.重慶大學 2015
[6]基于環(huán)境能量收集技術(shù)的無線傳感網(wǎng)研究與設(shè)計[D]. 李朝輝.杭州電子科技大學 2015
[7]振動微能量收集管理系統(tǒng)的研究[D]. 劉超.電子科技大學 2014
[8]基于自供電的無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議研究[D]. 馬寧.南京航空航天大學 2013
[9]基于壓電材料的多方向振動能量收集系統(tǒng)的研究[D]. 李彬.南京航空航天大學 2009



本文編號：3732409