本文關(guān)鍵詞：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)光伏能量采集技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)的迅猛發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wireless Sensor Network簡稱WSN)應(yīng)運(yùn)而生。目前已經(jīng)被應(yīng)用在諸多領(lǐng)域,發(fā)揮著人類及其他監(jiān)測系統(tǒng)所不可替代的作用。WSN的發(fā)展受其主要技術(shù)的影響,其中,首當(dāng)其沖的是低功耗技術(shù),文章就低功耗問題開展了相關(guān)研究,設(shè)計(jì)了類似青海省三江源等無人區(qū)值守環(huán)境下的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。在硬件的選取方面,在保證節(jié)點(diǎn)正常工作的前提下,從降低功耗的角度出發(fā),做了大量實(shí)驗(yàn)仿真和數(shù)據(jù)對比,最終確定選取無線傳輸和控制芯片CC2530和8051作為電路的主要元器件。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明上述兩個芯片相對于其他常用芯片,能夠?qū)崿F(xiàn)降低節(jié)點(diǎn)功耗。其次在能量管理方面,采用休眠、降低占空比和數(shù)據(jù)融合等技術(shù)來降低傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗,也提出了一些其他低功耗策略,比如優(yōu)先級配置。通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的功耗特點(diǎn)分析,利用微弱信號檢測技術(shù),設(shè)計(jì)了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗測量平臺,并對所設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的工作、空閑和睡眠三個模式進(jìn)行功耗測量分析實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無線通信模塊的功耗最多,并通過對所設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)的功耗測量試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,驗(yàn)證了功耗測量平臺的有效性和準(zhǔn)確性。最后對傳感器節(jié)點(diǎn)的供電模塊進(jìn)行重點(diǎn)分析和研究,提出混合儲能系統(tǒng)并進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該系統(tǒng)的可行性。本文主要針對傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的供電模式和低功耗策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)和研究,得出了低功耗策略和供電模塊的設(shè)計(jì)能夠滿足類似青海省三江源無人區(qū)域環(huán)境中的傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)正常工作的結(jié)論,并能使節(jié)點(diǎn)壽命得到一定程度的延長,具有一定的研究價(jià)值和意義。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感網(wǎng)路 傳感器節(jié)點(diǎn) 低功耗策略 混合儲能 能量管理
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 引言9
• 1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和應(yīng)用9-13
• 1.2.1 WSN的特點(diǎn)9-11
• 1.2.2 WSN的應(yīng)用11-13
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.1 國外研究概況13-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究概況14
• 1.3.3 概況小結(jié)14
• 1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)14-17
• 1.4.1 傳感器技術(shù)15
• 1.4.2 能量管理15-16
• 1.4.3 低功耗技術(shù)16-17
• 1.4.4 組網(wǎng)協(xié)議17
• 1.4.5 關(guān)鍵技術(shù)小結(jié)17
• 1.5 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)低功率策略研究17-19
• 1.5.1 低功耗硬件實(shí)現(xiàn)策略17-18
• 1.5.2 數(shù)據(jù)通信方面的策略研究18-19
• 1.6 論文的研究意義19-20
• 1.7 本文主要研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第2章 光伏供電無線傳感器節(jié)點(diǎn)仿真與設(shè)計(jì)21-30
• 2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)21-24
• 2.1.1 傳感器節(jié)點(diǎn)模塊22-23
• 2.1.2 電源模塊23-24
• 2.2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)24-25
• 2.2.1 傳感器節(jié)點(diǎn)軟件24-25
• 2.2.2 光伏電源模塊軟件25
• 2.3 其他措施25-27
• 2.3.1 器材封裝材料的選擇25-26
• 2.3.2 光伏供電系統(tǒng)配置26
• 2.3.3 節(jié)電策略26-27
• 2.4 系統(tǒng)仿真27-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第3章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗測量和分析30-41
• 3.1 傳感器各模塊功耗模型概述30-31
• 3.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)各模塊耗能特點(diǎn)31-34
• 3.2.1 電源模塊31
• 3.2.2 傳感器模塊31-32
• 3.2.3 微控制器模塊32-33
• 3.2.4 無線通信模塊33
• 3.2.5 小結(jié)33-34
• 3.3 傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)功耗模型34-37
• 3.3.1 微處理器的功率模型34-35
• 3.3.2 數(shù)據(jù)通信單元的能耗模型35-37
• 3.4 針對微弱信號測量技術(shù)37-38
• 3.4.1 微弱信號功耗測量技術(shù)在傳感器節(jié)點(diǎn)功耗測量的應(yīng)用37-38
• 3.5 實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果和分析38-40
• 3.5.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果38-40
• 3.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析40
• 3.6 本章小結(jié)40-41
• 第4章 太陽能補(bǔ)給的WSN節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)研究41-52
• 4.1 太陽能光伏電池板特性研究41-50
• 4.1.1 太陽能電池分類41-42
• 4.1.2 太陽能電池板物理等效模型42-44
• 4.1.3 太陽能電池板的輸出特性實(shí)驗(yàn)44-46
• 4.1.4 WSN儲能裝置的選取46-50
• 4.2 本章小結(jié)50-52
• 第5章 結(jié)論與展望52-54
• 5.1 結(jié)論52
• 5.2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 致謝57-58
• 附錄A 控制器部分源程序58-62
• 作者簡歷62

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