ZigBee无线传感器网络节点供电系统设计-论文.pdf

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1、扳‘ZigBee~线传感器网络节点供电系统设计王战备，赵峰(陕西理工学院物理与电信工程学院，陕西汉中723003)摘要：针对无线传感器网络节点供电系统中存在的问题，设计了一种将太阳能和充电电池有效结合的ZigBee无线传感器节点供电系统。该系统通过对太阳电池输出电压与设定阈值关系的自动检测与分析，利用单片机实现太阳电池供电与充电电池供电的自动切换控制。基于DC／DC变换获得稳定的5、3．3V电源及0～20V可调输出电源。测试结果表明：系统供电性能稳定，5、3．3V电源输出平均偏差小于3％，可调输出电源范围1．202～19．991V，可满足不同应用环境下ZigBee无线传感器网络

2、节点的供电需求。关键词：无线传感器网络；太阳能；供电系统；DC／DC中图分类号：TM73文献标识码：A文章编号：1002—087X(2014)08—1542—04DesignofZigBeewirelesssensornetworknodepowersupplysystemWANGZhan-bei，ZHAOFeng(SchoolofPhysicsandTelecommunicationEngineering,ShanxiUniversityofTechnology,HanzhongShanxi723003，China)Abstract：Fortheproblemsexistin

3、ginwirelesssensornetworknodepowersupplysystem，akindofZigBeewirelesssensornodepowersupplysystemwasdesigned，combiningsolarenergywithrechargeablebattery．Thesystemcanautomaticallydetectandanalyzetherelationshipofthesolarcelloutputvoltagewiththesetthreshold，andcontrolautomaticswitchingbetweensola

4、rcellandbatterypowersupplybyMCU．The5and3．3Vsteadypowerand0-20VadjustablepowercanbeobtainedbyDC／DCswitch．Thetestresultsshowthatthesystemcansupplysteadypower，5and3．3Vpower‘saverageoutputdeviationislessthan3％，therangeofadjustableoutputpoweris1．202-19．991V，meetingtherequirementsofZigBeewirelesss

5、ensornetworknodeindiferentapplicationenvironments．Keywords：wirelesssensornetwork；solarenergy；powersupplysystem；DC／DCZigBee技术是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、一是所提供的电源输出多为3、5、12V等固定电源，电源电压低成本的无线通信技术，因其具有自组网、自愈和、多组网方不可调，无法满足一些对工作电压有特殊要求的传感器节点式等优点而成为目前无线传感器网络应用领域内的唯一标准电源需求；二是仅将太阳电池作为充电电源，在电池电量饱和化技术【1-2]。Ziga

6、ee无线传感器网络是由若干随机部署的Zig．时，太阳电池产生的多余电量会被浪费掉。Bee传感器节点通过自组织通信形成的无线网络系统，用以实为此，本文提出一种将太阳电池和充电电池有效结合的现对特定区内环境参数的感知、采集与传输。受部署方式及工ZigBee无线传感器网络节点供电系统，该系统具有太阳电池作环境限制，传感器节点一般难以通过电力线路获得持续的输出电压值的自动检测与分析功能，并由单片机根据分析结电源供给，大多采用电池供电，长期工作过程中要定期更换电果实现太阳能供电与电池供电的自动切换控制，利用DC／DC池，这不仅会影响无线传感器网络工作的连续性，同时也会大转换电路获得稳定的

7、5、3_3v电源及一路20V输出可调电幅度增加网络维护的难度及成本，如何为无线传感器网络节源。该系统能在充分利用太阳电池电量的同时，有效减小充电点提供持续有效电源供给就成为当前无线传感器网络应用研电池使用时间，延长电池使用寿命，可为具有不同工作电压要究中的首要问题。求的ZigBee无线传感器网络节点提供持续稳定的电源供给。近几年，基于太阳电池设计节点供电系统已成为无线传1系统方案设计感器网络应用研究中一个重要的方向。文献[3—6】阐述了几种本系统由太阳电池板、充电管理电路、可充电锂电池、放以