无线传感器网络节点光伏能量采集技术研究

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1、分类号：TP212T密级：公开公UDC：6216编号：20161308020302112013级攻读硕士学位研究生毕业论文无线传感器网络节点光伏能量采集技术研究Researchonwirelesssensornetworknodesphotovoltaicenergyharvestingtechnology指导教师：师玉宝教授教授学生姓名：王正斌一学科专业名称：机械电子工程程研究方向：机电控制技术造学院(系、部)：机械工程学院院论文起止时间：2014.10—2016.3QinghaiUniversityMasterDissert

2、ationResearchonwirelesssensornetworknodesphotovoltaicenergyharvestingtechnologySupervisor:Prof.ShiYubaoCandidate:WangZhengbinAcademicMajorAppliedfor:MechatronicEngineeringSpecificMajor:ElectricalandControlTechnologyCollege(Department):SchoolofMechanicalEngineeringOct

3、ober,2014—March,2016本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。摘要随着网络技术、通信技术和计算机等技术的迅猛发展，无线传感器网络技术（WirelessSensorNetwork简称WSN）应运而生。目前已经被应用在诸多领域，发挥着人类及其他监测系统所不可替代的作用。WSN的发展受其主要技术的影响，其中，首当其冲的是低功耗技术，文章就低功耗问题开展了相关研究，设计了类似青海省三江源等无人区值守环境下的无线传感器网络节点。在硬件的选取方面，在保证节点正常工作的前提下，从降低功耗的

4、角度出发，做了大量实验仿真和数据对比，最终确定选取无线传输和控制芯片CC2530和8051作为电路的主要元器件。实验结果证明上述两个芯片相对于其他常用芯片，能够实现降低节点功耗。其次在能量管理方面，采用休眠、降低占空比和数据融合等技术来降低传感器网络节点功耗，也提出了一些其他低功耗策略，比如优先级配置。通过无线传感器网络节点的功耗特点分析，利用微弱信号检测技术，设计了无线传感器网络节点功耗测量平台，并对所设计节点的工作、空闲和睡眠三个模式进行功耗测量分析实验。实验结果表明，无线通信模块的功耗最多，并通过对所设计节点的功耗测量试验

5、数据分析，验证了功耗测量平台的有效性和准确性。最后对传感器节点的供电模块进行重点分析和研究，提出混合储能系统并进行了相关实验，验证了该系统的可行性。本文主要针对传感器网络节点的供电模式和低功耗策略进行了实验和研究，得出了低功耗策略和供电模块的设计能够满足类似青海省三江源无人区域环境中的传感器网络节点正常工作的结论，并能使节点寿命得到一定程度的延长，具有一定的研究价值和意义。关键词：无线传感网路传感器节点低功耗策略混合储能能量管理IAbstractAlongwiththeNetworktechnology,communicatio

6、ntechnologyandtherapiddevelopmentofcomputertechnology,WirelessSensorNetworktechnology,WirelessSensorNetwork,WSN)arisesatthehistoricmoment.Wirelesssensornetwork(WSN)istodecoratealargenumberofsensornodesinthemonitoringareaofmultiplehopsnetworksystem,tocollectenvironmen

7、tinformationandtheinformationwillbecollectedtothenetworkowner.Atpresenthasbeenusedinmanyfields,playingthehumanandothermonitoringsystemhasanirreplaceablerole.AndthedevelopmentofWSNisinfluencedbyitsmaintechnology,amongthem,thefirstispowerconsumption.Standardpowerconsum

8、ptionproblemhascarriedoutrelatedresearch.DesignedforQinghaisanjiangyuanneednoman'sland,suchaswirelesssensornetworknode,intermsofthe