无线传感网络节点智能太阳能供电系统研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 无线传感网络节点智能太阳能供电 系统研究 【摘 要】提出了一种用于长期 稳定供电的智能太阳能采集系统。该系 统由太阳能电池板、锂电池和控制电路 组成。软件系统利用 EAD，用于锂电 池充电管理，大大提高了系统的可靠性 和稳定性。当阳光充分时它更倾向于使 用太阳能，锂电池是一种补充电源的条 件，如阴，雨，夜。本系统采用最大功 率点跟踪（MPPT）电路充分利用太阳 能的优点，采用适当的充电方式，保证 了锂电池的超长寿命，缩短了电池充放 电循环的频率。该系统可实现小功率设 备，特别适用于户外型无线传感器节点 在物联网。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /8/view-12900556.htm 【关键词】太阳能；MPPT；无 线传感器网络；物联网 【Abstract】A method for long- term stable supply of intelligent solar collection system.The system consists of solar panels，lithium batteries and a control circuit.The software system using EAD for lithium battery charge management，greatly improving the reliability and stability of the system.The light when it is fully Dangyang tend to use solar energy，lithium the battery is an additional power supply conditions，such as cloudy，rain，night.This system uses the maximum power point tracking（MPPT）circuit to make full use of the advantages of solar energy，using proper charge mode，to ensure the long life of the lithium battery，shorten the battery charge and discharge cycle -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 frequency.The system can realize the small Power equipment，especially for outdoor wireless sensor nodes in the Internet of things. 【Key words】Solar energy；MPPT；Wireless sensor network；Internet of things 0 引言 无线传感网络是当今世界上继互 联网之后的第二大网络，它被称为未来 十大新型技术之首。当前，已经广泛运 用在物联网上1，主要用在一定的区域 内协作地实时监测、感知和采集各种环 境和监测对象的信息。传感器节点部署 环境和实际应用中的要求决定了节点电 源大多数情况下不可能接入正常的电力 系统供电。传感器节点部署环境和实际 应用中的要求决定了节点电源大多数情 况下不可能接入正常的电力系统供电。 通常状况下，无线传感网络节点用的是 一次性电池，每隔几周就要更换。并且 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 节点被布置在恶劣及复杂的环境中，进 一步增加了更换电池的成本。许多专家 学者针对这一问题想到从节点所处的环 境中采集能量并进行有效的存储，使节 点具有能量补充能力从而有效地延长节 点的生存周期。目前许多公司都用太阳 能为无线传感网络节点供电，但是当遇 到晚上、阴天以及雨天是太阳能o 法 为无线传感网络节点供电。为了解决这 个问题本文设计了一种在各种天气状况 下都能稳定、有效的无线传感网络节点 智能太阳能供电系统。 1 智能供电系统结构 无线传感网络节点智能太阳能供 电系统结构图如图 1，其特征在于包括： 太阳能电池板、迷你 USB 接口、锂电 池、MPPT 模型、RS 触发器 1、电压比 较器 1、电压比较器 2、RS 触发器 2、 充电模型 CN3063 芯片、过电压保护电 路、DC/DC 升压电路、 USB 接口，其 中太阳能电池板与 MPPT 模型相连接， 电压比较器（2）驱动电力开关（2）连 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 接向 B 端口，不与太阳能分支相连， 与锂电池分支相连为无线传感网络节点 供电，锂电池与过电压电流保护电路相 连，避免锂电池过度放电，过电压电流 保护电路与 DC/DC 升压电路提高锂电 池的额定电压，满足无线传感网络所需 电压2，迷你 USB 和 MPPT 模型通过 电力开关（1）与充电模型 CN3063 芯 片相连，其中过电压保护电路为当锂电 池输出电压、电流超过一定值时，锂电 池停止为无线传感网络节点供电。太阳 能电池板其特征在于：通过太阳能电池 板将太阳光转化为电能为无线传感网络 节点供电。太阳能电池板的作用为：通 过太阳能电池板将太阳光转化为电能为 无线传感网络节点供电。迷你 USB 接 口是个备用接口，必要时为锂电池充电。 锂电池的作用为：当天气处于多云、雨 天时，太阳光不能给无线传感网络节点 供电时，锂电池为其供电。 MPPT 模型其特征在于：当天气 状况良好，采用太阳能电池板供电时， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 MPPT 可以确保太阳能电池板以最大功 率点运行。 2 智能供电系统具体实施方式 天气正常情况下，太阳能光照强 度强，太阳能电池板 1 经过 MPPT 模型 2 可以输出最大功率满足负荷需要，当 天气状况不正常，太阳能电池板 1 输出 功率不能满足负荷需要，电压比较器 （2）7 驱动电力开关（2）连接向 B 端 口，不与太阳能分支相连，与锂电池分 支相连为无线传感网络节点供电，在锂 电池 3 后面放置一个过电压电流保护电 路 10，避免锂电池 3 过度放电，接下来 一个 DC/DC 升压电路 11 提高锂电池 3 的额定电压，满足无线传感网络所需电 压，电力开关（1）是一个单级投掷开 关，用来控制锂电池 3 的充电状态，默 认状态下是断开的，意味着电池是不充 电的，当电池电压不能满足规定电压时， 电压比较器（1）6 触发电力开关（1） 闭合，且太阳能电池能满足负载供电时， 此时锂电池立刻充电，很快在几秒之内 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 充电开始，电池电压迅速上升，改变电 压比较器（1）的状态3，RS 触发器 （1）5，可以保持锂电池充电状态，RS 触发器（2）8 与 RS 触发器（ 1）5 作用 相同，控制充电电流为 CN3063 芯片 9，当充电结束，CN3063 芯片 9 变化到 最低水平，关掉电力开关（1） ，不连接 充电电路，开关状态通过 RS 触发器 （2）8 保持。 3 结论 本文设计的无线传感网节点智能 太阳能供电系统中的最大功率跟踪 （MPPT）