【摘要】：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由若干傳感器節(jié)點(diǎn)組成的分布式網(wǎng)絡(luò),各個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息,通過(guò)無(wú)線通信的方式實(shí)現(xiàn)信息交互。但是能量受限的問(wèn)題嚴(yán)重限制了無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,為了解決使用鋰電池帶來(lái)的環(huán)境污染以及成本過(guò)高等問(wèn)題,能量采集技術(shù)被應(yīng)用到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)之中。能量采集設(shè)備將周圍環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)化為電能,代替電池為無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)供電。然而采能過(guò)程的不穩(wěn)定性使得能量采集設(shè)備不能夠提供持續(xù)穩(wěn)定的電能,從而嚴(yán)重影響無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)整體的性能。本文設(shè)計(jì)了一種基于能量采集技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò),其設(shè)計(jì)工作包括:設(shè)計(jì)和測(cè)試能量采集設(shè)備;電源管理電路的設(shè)計(jì)和制作;設(shè)計(jì)和完成低功耗無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)。電源管理電路中的能量感知開(kāi)關(guān)是從硬件角度降低節(jié)點(diǎn)能耗的主要途徑,也保證儲(chǔ)能模塊與節(jié)點(diǎn)之間電能的智能互相關(guān)管理。電源管理電路具有最大功率跟隨的功能,可以避免由于電力負(fù)載與能量采集設(shè)備之間由于阻抗不匹配導(dǎo)致傳輸效率過(guò)低的問(wèn)題。系統(tǒng)中選用了溫差發(fā)電器、壓電式振動(dòng)能發(fā)電器和磁力振動(dòng)發(fā)電器這三種能量采集設(shè)備作為供電源,采集后的電壓經(jīng)過(guò)電源管理電路的處理后成為穩(wěn)定的直流電壓,然后測(cè)試這三種發(fā)電設(shè)備的發(fā)電性能。無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)主要從低功耗入手,從硬件和軟件兩個(gè)角度降低節(jié)點(diǎn)的能量消耗。本文除了理論分析之外還進(jìn)行了制作和測(cè)試,從而實(shí)現(xiàn)了能量采集器為無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)提供電能。隨著研究人員在微電子技術(shù)領(lǐng)域的研究不斷突破,無(wú)線傳感器通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)會(huì)更加低功耗、更加微型化,能量采集技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越廣泛。
【圖文】：

圖 1.1 利用列車到來(lái)時(shí)軌道振動(dòng)為節(jié)點(diǎn)供電技術(shù)和低功耗電子技術(shù)的發(fā)展，業(yè)界提出了多種多樣的動(dòng)（event-driven）”機(jī)制是無(wú)線傳感網(wǎng)部署中的重要技術(shù)[定事件（例如振動(dòng)、溫度/濕度或者其他傳感器能夠感知， 傳感器才被喚醒再進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸工作，在其他時(shí)刻則于有效利用能源、延長(zhǎng)傳感網(wǎng)壽命、降低使用成本等有管道為例進(jìn)行分析，，傳感器節(jié)點(diǎn)安裝在管道上，管道收到然后提供給無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用，節(jié)點(diǎn)可以將報(bào)警信息發(fā)送出

如圖1.2 所示。以輸油管道為例進(jìn)行分析，傳感器節(jié)點(diǎn)安裝在管道上，管道收到嚴(yán)重撞擊時(shí)碰撞產(chǎn)生的電能被存儲(chǔ)，然后提供給無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用，節(jié)點(diǎn)可以將報(bào)警信息發(fā)送出去。圖 1.2 事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制的無(wú)線傳感網(wǎng)作為薄膜太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)導(dǎo)者的漢能公司推出一款發(fā)電背包，如圖 1.3 所示。背包的正面的太陽(yáng)能發(fā)電紙使用了 MiaSolé芯片，在其下方還可以抽出一張發(fā)電紙來(lái)增強(qiáng)發(fā)電效能[9]。測(cè)試表明，這款發(fā)電板使用的是全球先進(jìn)的 MiaSolé高端的銅銦鎵硒（CIGS）薄膜發(fā)電技術(shù)[9]，吸光能力強(qiáng)且發(fā)電穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率高達(dá) 19.5%，量產(chǎn)效率為 17.3%。這款背包的發(fā)電量不但可以為無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)充電，給手機(jī)等電子設(shè)備充電可是可行的，是商旅人員出行必備的背包。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN929.5;TP212.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 魏廷智;;“傳感器應(yīng)用問(wèn)題”歸類探析[J];物理教師;2016年11期

2 蔡三娟;;呼吸傳感器在“肺活量的測(cè)定”實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用[J];生物學(xué)教學(xué);2017年06期

3 張世紅;;以樓宇控制為例談傳感器的類型及應(yīng)用[J];中學(xué)物理教學(xué)參考;2017年08期

4 張巍;姜大成;王雷;郭垠昊;;傳感器技術(shù)應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)展望[J];通訊世界;2018年10期

5 劉學(xué)斌;方瑋;;“五級(jí)遞進(jìn)”課程教學(xué)模式在傳感器應(yīng)用技術(shù)課程中的應(yīng)用[J];教育教學(xué)論壇;2016年49期

6 迎九;金旺;;可穿戴設(shè)備中的傳感器應(yīng)用需求及趨勢(shì)[J];電子產(chǎn)品世界;2017年06期

7 趙寶菊;;形形色色的傳感器問(wèn)題[J];中學(xué)生數(shù)理化(高二);2017年04期

8 馮雷;;傳感器應(yīng)用技術(shù)的課程整合[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2012年04期

9 陳慶貴;鄔華;;新型傳感器講座 第二講 新穎半導(dǎo)體力敏傳感器[J];電子技術(shù);1987年09期

10 吳蓉生;;國(guó)外非晶傳感器應(yīng)用簡(jiǎn)介[J];儀器儀表與分析監(jiān)測(cè);1987年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 吳曉斐;陳德智;;塑料光纖的傳感器應(yīng)用[A];2009年研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)論文集[C];2009年

2 潘景昌;錢(qián)西成;張波;胡玉洋;;基于智能手機(jī)傳感器應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)的研究[A];“地球物理信息技術(shù)與人工智能應(yīng)用” 研究論壇論文摘要集[C];2017年

3 劉健;鄭小劍;;波輪洗衣機(jī)智能化功能設(shè)計(jì)與傳感器應(yīng)用展望[A];2012年中國(guó)家用電器技術(shù)大會(huì)論文集[C];2012年

4 鄭龍珍;葉丹;陶X;韓奎;鄒志君;;石墨烯-鈷卟啉復(fù)合材料的制備及其H_2O_2傳感器應(yīng)用研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第9分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

5 鄒貴;王新普;徐曉紅;霍秋忍;;邯鋼酸洗線、熱鍍鋅線傳感器應(yīng)用的優(yōu)化[A];2008年河北省軋鋼技術(shù)與學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2008年

6 牛彩雯;張冉;;翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式在高職《傳感器與檢測(cè)技術(shù)》課程中的應(yīng)用[A];中國(guó)職協(xié)2017年度優(yōu)秀科研成果獲獎(jiǎng)?wù)撐募ㄒ欢泉?jiǎng)）[C];2018年

7 李翠翠;馮和平;楊亭;;地溫傳感器檢定數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程智能批量處理的實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用[A];第34屆中國(guó)氣象學(xué)會(huì)年會(huì) S16 智能氣象觀測(cè)論文集[C];2017年

8 任正嘉;包艷;皮李剛;;負(fù)載對(duì)差動(dòng)變壓器式位移傳感器輸出性能的影響分析[A];2019年（第四屆）中國(guó)航空科學(xué)技術(shù)大會(huì)論文集[C];2019年

9 李聰明;周艷麗;冶保獻(xiàn);徐茂田;;基于氨基酸修飾電極構(gòu)筑伏安傳感器檢測(cè)白藜蘆醇[A];第十三屆全國(guó)電分析化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議會(huì)議論文摘要集[C];2017年

10 李光強(qiáng);朱誠(chéng)意;張軍穎;;鋼水成分傳感器應(yīng)用進(jìn)展[A];2005中國(guó)鋼鐵年會(huì)論文集（第4卷）[C];2005年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 江門(mén)日?qǐng)?bào)見(jiàn)習(xí)記者 彭曉玲;打破國(guó)外壟斷 推動(dòng)傳感器國(guó)產(chǎn)化[N];江門(mén)日?qǐng)?bào);2019年

2 賽迪顧問(wèn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)研究中心分析師 趙振越;智慧城市為傳感器帶來(lái)千億元市場(chǎng)[N];中國(guó)電子報(bào);2019年

3 中國(guó)傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟副理事長(zhǎng) 郭源生;傳感器：“雙生態(tài)”打通產(chǎn)業(yè)應(yīng)用鏈[N];中國(guó)電子報(bào);2018年

4 本報(bào)記者 鄒偉;核心傳感器亟待突破發(fā)展瓶頸[N];南京日?qǐng)?bào);2019年

5 鄭報(bào)全媒體記者 聶春潔;智能時(shí)代 傳感器無(wú)處不在[N];鄭州日?qǐng)?bào);2019年

6 ;三專家談中國(guó)傳感器破局之道[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2018年

7 雷蓉 上�？茖W(xué)院規(guī)劃研究處助理研究員 博士;NASA高冷尖端技術(shù)造福民生[N];文匯報(bào);2017年

8 ;下一代安全系統(tǒng)及其所面臨的挑戰(zhàn)（下）[N];科技日?qǐng)?bào);2000年

9 鄭報(bào)全媒體記者 黃永東 劉地;2019世界傳感器大會(huì)亮點(diǎn)多多[N];鄭州日?qǐng)?bào);2019年

10 云南 陳峗東;柴油車用傳感器應(yīng)用詳解[N];電子報(bào);2018年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 楊丹;未知場(chǎng)景參數(shù)下的概率假設(shè)密度濾波多傳感器目標(biāo)跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2019年

2 龍吟;聲表面波痕量氣體傳感器敏感機(jī)理與特性研究[D];電子科技大學(xué);2019年

3 李鳳琴;增敏型電化學(xué)卡那霉素適體傳感器的構(gòu)建與性能研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2018年

4 劉龍;概率假設(shè)密度多傳感器多目標(biāo)跟蹤算法研究[D];西安電子科技大學(xué);2016年

5 趙華民;寬帶柔性梳狀表面波傳感器研制及在厚壁管道檢測(cè)中的應(yīng)用[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

6 江麗;增強(qiáng)的新型表面等離子體共振傳感器及其應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2018年

7 李樹(shù)林;Os膜傳感器制作及原子氧探測(cè)的相關(guān)問(wèn)題研究[D];大連理工大學(xué);2017年

8 陳瑋;皮下植入式持續(xù)血糖監(jiān)測(cè)微傳感器技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2018年

9 石瑟;光纖表面等離子共振傳感器：仿生構(gòu)建、功能修飾、應(yīng)用與多通道設(shè)計(jì)[D];天津大學(xué);2017年

10 馮明;霍爾相位傳感器的研究開(kāi)發(fā)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所）;2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉丹華;非本征光纖琺珀傳感器及其解調(diào)研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

2 劉紅軍;束靶耦合傳感器離線自動(dòng)標(biāo)定技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 程鑫;金納米棒、聚合物點(diǎn)傳感器的構(gòu)建及其在酶活性檢測(cè)中的應(yīng)用[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

4 陳金城;碳納米復(fù)合材料傳感器的構(gòu)建及其在藥物和非法添加劑檢測(cè)中的應(yīng)用[D];廣東藥科大學(xué);2019年

5 邊文凱;高中力學(xué)實(shí)驗(yàn)與傳感器結(jié)合的實(shí)例研究[D];四川師范大學(xué);2019年

6 周軒;海水BOD熒光原位傳感器的研究與應(yīng)用[D];西安電子科技大學(xué);2019年

7 陸佳;微能量采集系統(tǒng)及其應(yīng)用于無(wú)線傳感器的研究[D];南京郵電大學(xué);2019年

8 王敏;可穿戴式光電容積脈搏波傳感器的研究[D];上海交通大學(xué);2018年

9 董一璇;面向目標(biāo)跟蹤的傳感器節(jié)點(diǎn)的自定位算法研究[D];重慶郵電大學(xué);2019年

10 郝超;基于柔性高拉伸傳感器的人體運(yùn)動(dòng)姿態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2676090