水质监测无线传感器网络节点双电源设计

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1、2015年第34卷第1O期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)93DOI：10．13873／J．1000-9787(2015)10--0093-03水质监测无线传感器网络节点双电源设计陈岩，谭婷，高峰，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：针对电池供电的传感器网络节点电能受限问题，设计实现了一种新型的结合太阳能电池和锂电池供电的节点双电源供电系统。设计采用IAP15F2K612S2低功耗

2、芯片和太阳能板、锂电池；通过软件优化节点供电，采用BQ24650电源管理芯片实现对锂电池的充电控制，以单片机IAPI5F2K612S2为微处理器，监测锂电池的电压放电情况，放电控制电路经过DC／DC转换模块向负载供电。测试结果显示：采用双电源供电的节点工作周期长于单电源节点，且系统能稳定输出水质监测节点需要±12，±5，3．3V的电压要求，实现了预期设计目标。关键词：BQ24650；太阳能；充放电；双电源中图分类号：TP212文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)10-0093-03Designofdoublep

3、owerofWSNsnodeforwaterCHENYanGUOttong，(1．SchoolofComputerandBusingSSUniversity，2．KunshanNoldsensSACCoLtd，Kunshan215300，China)Abstract：Designandrealizeanewtypeofnodedoublepowersupplysystem，whichcombinedwithsolarcellsandlithium-ionbattery—poweredinordertosolvetheproble

4、mofbattery-poweredwirelesssensornetworks(WSNs)nodepowerisconstrained．ThedesignadoptsIAPI5F2K612S2lowpowerconsumptionchipandsolarpanel，lithium—ionbatteriespoweredbysoftwaretooptimizenodepowersupply，withBQ24650powermanagementchiprealizelithiumbatterychargecontrol，useIA

5、P15F2K612S2MCUasmicroprocessor，monitordischargeoflithiumbatteryvoltageanddischargecontrolcircuitsupplypowertoload，throughDC／DCconvenermodules．Testresultsshowthatworkcycleusingdualpowersupplyislongerthansinglesourcenode，andsystemCanstablyoutput"1-12，±5，3．3Vvoltagewhic

6、hwaterquali~monitoringnoderequires，achieveexpecteddesigngoals．Keywords：BQ24650；solarenergy；chargeanddischarge；doublepower0引言网络节点中供电困难的一大突破。对此，本设计提出了基无线传感器网络(WSNs)以其覆盖范围广、自组织网络于TI公司生产的专用于太阳能充电管理集成电路能力强、实时性好、应用可移植等特点为水质监测的数字化、BQ24650芯片，自动控制和管理太阳能电池板对于锂电池自动化、智能化提供了有利条件⋯

7、，但是无线传感器网络的的充电，微处理器控制太阳能电池板和锂电池分别对负载传感器节点大部分都是采用干电池或蓄电池来供电，因此，供电，由于锂电池输出电压的范围为i0．8～12．6V，设计节点在使用过程中需频繁地对电池进行人为的维护与替换，DC／DC模块转换为水质监测节点所需的电压。这样导致节点工作的不连续性和节点成本高等问题。1节点电源总体设计随着太阳能技术的越来越成熟，太阳能电池板以其安电源模块的总体设计结构框图如图1所示，太阳能电池全可靠、无噪声、无污染、无地域限制、维护简单等优点对锂电池进行充电，锂电池的放电电路以IAPI5F

8、2K612S2单迅速发展成最有潜力的可再生能源，基于太阳能技术的无片机为微处理器，根据锂电池的放电电压监测结果，放电控线传感器网络节点的供电系统的研究是解决了无线传感器制电路通过DC／DC转换模块再向负载供电，以避免锂电池收稿日期：2015-05-19传感器与微