基于WSN的墒情监测节点双电源设计.pdf

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1、2015在仪表技术与传感器2015第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12基于WSN的墒情监测节点双电源设计陈岩，高峰，谭婷，王克栋，郭宏(1．北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048；2．昆山诺金传感技术有限公司，江苏昆山215300)摘要：保证无线传感器网络中的节点长期稳定工作的关键设计之一是节点的电源模块设计。为了解决这一问题，文中设计完成了一种基于WSN的城市绿地墒情监测节点的太阳能电池板和锂电池结合的节点双电源供电系统。该设计采用TI的BQ25

2、504电源管理芯片，并在节点上对电源管理程序进行了优化，可为节点提供稳定的电源输出，理论上能将锂电池的寿命延长3～5年，使系统具有更长的生命周期。该电源模块设计扩展性强，可扩展应用于各种户外监测的无线传感器网络节点，如环境监测、精细农业等。测试结果表明，此电源模块设计满足为墒情监测节点提供长期稳定的5V和3．3V供电需求，达到了预期设计目标。关键词：无线传感器网络；墒情监测；双电源；太阳能中图分类号：TN86文献标识码：A文章编号：1002-1841(2015)12-0117-03NodesofS

3、oilMoistureContentMonitorDualPowerSupplyDesignBasedonWSNCHENYan，GAOFeng，TANTing，WANGKe—dong，GUOHong(1。SchoolofComputerandInformationEngineering，BeijingTechnologyandBusinessUniversity，Beijing1伽l048，China；2．KunshanNokisensSACCo．，Ltd，Kunshan215300，China)

4、Abstract：Oneofthekeystoensurethatthelong—termstabilityofwirelesssensornetworknodesisthedesignofpowersupplymodule．Tosolvethisproblem，adualpowersupplyofsolarpanelsandlithiumcombinedforurbangreenmoisturemonitoringnodebasedonWSNwasdesignedinthispaperThisd

5、esignusedTI’SBQ25504powermanagementchip，andthepowermanagementpro—gramwasoptimizedforthenodetoprovideastablepoweroutput．Itcantheoreticallyextendthelifeoflithiumbatteriesfor3to5yearsSOthatthesystemcanhavealongerlifecycle．Thismodulecanextendtoapplyinavar

6、ietyofoutdoorwirelesssensornetworknodes，suchasenvironmentalmonitoring，precisionagriculture，etc．Testresultsshowthemodulecanprovidelong—termandstabledesignspecificationsof5Vand3．3Vpowersupplyandsatisfythedemands．Keywords：wirelesssensornetwork；moisturemo

7、nitoring；dualpower；solarenergy0引言研究人员为此做了大量的研究开发。这些研究方案的思路大无线传感器网络(WirelessSensorNetwork，WSN)具有十分致有两种：一种是把充电电池作为主要的供电源，太阳能电池广泛的应用前景，其在环境监测、交通运输、精细农业、智能家板只作为电池的充电源，典型的如胡奇勋J、杨志勇J、张静居等领域越来越受到人们的重视和应用⋯。与传统的监测方静等；另一种是通过单片机实时的监测太阳能电池板的输出法相比，具有对监测环境影响小、网络容量大

8、、不用布线等优电压值和所设定值，并进行比较分析，以控制供电源在太阳能点。传感器节点作为无线传感器网络的重要组成部分，通常电池板和充电电池之间进行切换，典型的如王战备等。但这布置在一定的区域内进行实时监测、感知和采集各种环境和监两种方式都存在着明显的缺陷：第一种方式以充电电池为主要测对象的信息。对于布置在户外环境中的无线传感器网络节供电源，使得电池在使用过程中频繁的进行充放电，这将大幅点，大多采用干电池或者蓄电池作为电源，因此节点在应用过度降低充电电池的使用寿命，并且其间太阳能电池板