无线传感器网络-结题课件

无线传感器网络节点的能源模块和低功耗管理结题报告一、无线传感器网络节点的电源供应及解决思路二、该项目的思路及具体方案三、实施结果无线传感器网络节点的能源模块和低功耗管理无线传感器网络节点的电源供应及解决思路首先，无线传感器节点多是布置在人能难轻易到达的地方。其次，无线传感器节点放置点一般的环境都很恶劣。再次，无线传感器节点一般都是长期不定时的监测。综上，无线传感器节点要长期处于恶劣环境的监测环境下，所以就必须解决其能源的连续供应。节点所需电源需求根据指导老师提出的需求：

2000mAh容量锂电池

3.3V5V输出功率>400mA*3.7V

工作时间每天0.4—2.4小时在野外为环境监测节点供电

解决办法我们的方案:

用太阳能作为初始能源，在光强足够的情况下对可充电电池进行充电，当光照较弱或无阳光状态下利用电池提供能源需求。

太阳能电板5V稳压充电管理1充电管理2电池组1电池组3电池组23V继电器3V继电器3V继电器3.3V和5V输出单片机液晶和按键比较器锂离子电池标称电压容量--1300mAh标称电压

--3.7V最高电压

--4.2V3组每组2片采用并联共6片太阳能电板的选择单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池非晶硅太阳能电池多元化合物电池太阳能电池板尺寸--34*28cm峰值电压--20V峰值功率--10W充电曲线充电管理

CN-3063是一款太阳能给锂电池充电的专用芯片，

芯片接法采取办法

结合CN3063最大充电电流可调的特点在光照较强时，调整其充电限制电流，测量输出电流和电压，当其乘积最大时，即默认为最大功率点

典型测试数据：(温度30摄氏度，天气晴朗无云，下午13：00—15:00)限制电流

电压输出电流输出充电功率

400mA4.36v400mA1.744w500mA4.45v500mA2.225w600mA4.45v530mA2.359w

800mA4.43v510mA2.259w放电管理放电管理主要由单片机配合外围电路完成完成主要功能：------》电压检测，通过单片机自带AD完成（阈值为3.5V）------》电池切换，通过3V继电器完成------》定时功能，通过单片机定时器控制放电时间------》人机交互，放电时间可设置，通过液晶按键及EEROM完成单片机软件##include<STC12C5A60S2.H>include<intrins.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedchar#defineulongunsignedlongsbiten=P4^5;sbitrd=P4^4;sbitrw=P2^7;sbitkey1=P3^3;sbitkey2=P3^4;sbitkey3=P3^5;sbitkey4=P3^6;sbitrelay1=P2^0;sbitrelay2=P2^1;sbitrelay3=P2^2;bitsym,sign;ucharopen_time=0,shut_time=0,timer0_open,timer0_shut,timer0_num,timer0_sec;uinttime1,time2;floatbatter2,batter3;uchartotal=0;uintcount;/******延时程序****/voiddelay(ucharz){ ucharx,y; for(x=z;x>0;x--) for(y=110;y>0;y--);}/*********向1602中写命令********/voidwrite_com(ucharadd){rw=0;en=0;rd=0;P0=add;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}/*********初始化1602*******/voidinit_1602(){write_com(0x38);write_com(0x0c);write_com(0x06);write_com(0x01);}/*********向1602中写单个数据********/voidwrite_dat(uchardat){rw=0;en=0;rd=1;P0=dat;delay(5);en=1;delay(5);en=0;}/*********向1602中写字符串数据********/voidwrite_string(uchar*p){while(*p!='\0'){ write_dat(*p); p++;}}/********打开IAP**********/voidopen_iap() {IAP_CONTR=0x82;}/********关闭IAP**********/voidclose_iap(){IAP_CONTR=0x00;IAP_ADDRH=0xff;IAP_ADDRL=0xff;}/********读EEPROM*********/ucharread_eeprom(uintadd){IAP_CMD=0x01;IAP_ADDRH=(add&0xff00)>>8;IAP_ADDRL=add&0x00ff;IAP_TRIG=0x5A;IAP_TRIG=0xA5;returnIAP_DATA;}/********写EEPROM*********/voidwrite_eeprom(uintadd,ucharwrite_data){IAP_CMD=0x02;IAP_ADDRH=(add&0xff00)>>8;IAP_ADDRL=add&0x00ff;IAP_DATA=write_data;IAP_TRIG=0x5A;IAP_TRIG=0xA5;}/********擦除EEPROM整个扇区*******/voidclean_all_eeprom(uintadd){IAP_CMD=0x03;IAP_ADDRH=(add&0xff00)>>8;IAP_ADDRL=add&0x00ff;IAP_TRIG=0x5A;IAP_TRIG=0xA5;}/********擦除EEPROMR任意单元*******/voidclean_chose_eeprom(uintadd){ucharxdataeeprom[512]={0};uinttemp,num,i;temp=(uint)((add/512)*512);num=add%512;for(i=0;i<512;i++){ eeprom[i]=read_eeprom(temp+i);}clean_all_eeprom(temp);eeprom[num]=0xff; for(i=0;i<512;i++){write_eeprom(temp+i,eeprom[i]);}}/******开启AD转换电源*******/ voidADC_Power_On(){ADC_CONTR|=0x80;delay(5);//必要的延时}/***取AD结果函数,它是十位AD转换，每十次平均，最后取低八位作为AD采样数据****/uintget_ad_result(){uintq=0,result,high,low,real_result;ucharmark,i,ad_high,ad_low;for(i=0;i<10;i++){mark=0;ADC_RES=0;//高八位数据清零,STC12C5A60S2AD数据寄存名与STC12C54××系列不同

ADC_RESL=0;//低两位清零

ADC_CONTR|=0x08;//启动AD转换

while(!mark)//判断AD转换是否完成

{mark=0x10;mark&=ADC_CONTR;}ADC_CONTR&=0xe7;ad_high=ADC_RES;ad_low=ADC_RESL;high=(uint)ad_high;low=(uint)ad_low;real_result=(high<<2)|low;q=q+real_result;}result=q/10;returnresult;

}/************************AD转换结束***********************///---------------------电压采样程序-------------------------floatAD_sampling(ucharadd1,ucharadd2)//测电压{uintvi;floattemp;P1ASF=add1;P1M0|=add1;//设P1_0为开漏模式如：P1_0=#00000000BP1M1|=0x00;ADC_CONTR=add2;//设置P1.0为输入AD转换口

delay(2);vi=get_ad_result();temp=(vi*3.3)/1024;returntemp;}voiddisplay_charging_time(ucharadd,ucharf,uchartime){ucharcharging,shi,ge,flag;flag=f;charging=time;shi=charging/10;ge=charging%10;if(flag==1){if(sym==1) { write_com(0x80); write_string("set"); } write_com(add);write_string("open");write_com(add+0x07);write_dat(0x30+shi);write_dat(0x30+ge);}if(flag==2){ write_com(add);write_string("shut");write_com(add+0x07);write_dat(0x30+shi);write_dat(0x30+ge); }}voidinit_timer(){TMOD=0x10;TH1=(65536-45872)/256;TL1=(65536-45872)%256;EA=1;ET1=1;TR1=0;}voidinit_int1(){EX1=1;IT1=0;}voidinit_int0(){EX0=1;IT0=1;}voidmain(){P4SW=0x30; ADC_Power_On();//开AD电源

init_1602(); init_timer(); init_int1(); while(1) { PCON=0x01; _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}}voidinit1()interrupt2{sign=1;init_1602();while(sign){ open_iap(); open_time=read_eeprom(0x0002); shut_time=read_eeprom(0x0001); close_iap(); write_com(0x80); write_string("run"); display_charging_time(0x80+0x05,1,open_time); display_charging_time(0x80+0x45,2,shut_time); if(key4==0) { delay(10); if(key4==0) { total++; sym=1; TR1=0; timer0_sec=0; } if(total==1) { display_charging_time(0x80+0x05,total,open_time); } if(total==2) { display_charging_time(0x80+0x45,total,shut_time); } if(total==3) { total=0; sym=0; TR1=1; write_com(0x01); write_com(0x80); write_string("run"); display_charging_time(0x80+0x05,1,open_time); display_charging_time(0x80+0x45,2,shut_time); if(relay2==0) { write_com(0x80+0x40); write_string("bat2"); } if(relay3==0) { write_com(0x80+0x40); write_string("bat3"); } sign=0; } while(!key4); } if(key2==0) { delay(10); if(key2==0) { if(total==1) { open_time++; if(open_time>=99) open_time=0; display_charging_time(0x80+0x05,total,open_time); open_iap(); clean_chose_eeprom(0x0002); write_eeprom(0x0002,open_time); close_iap(); } if(total==2) { shut_time++; if(shut_time>=99) shut_time=0; display_charging_time(0x80+0x45,total,shut_time); open_iap(); clean_chose_eeprom(0x0001); write_eeprom(0x0001,shut_time); close_iap(); } } while(!key2) ; } if(key3==0) { delay(10); if(key3==0) { if(total==1) { open_time--; if(open_time==0) open_time=99; display_charging_time(0x80+0x05,total,open_time); open_iap(); clean_chose_eeprom(0x0002); write_eeprom(0x0002,open_time); close_iap(); } if(total==2) { shut_time--; if(shut_time==0) shut_time=99; display_charging_time(0x80+0x45,total,shut_time); open_iap(); clean_chose_eeprom(0x0001); write_eeprom(0x0001,shut_time); close_iap(); } while(!key3); } } }}voidINT0()interrupt0{_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();}voidtimer0()interrupt3{TH0=(65536-45872)/256;TL0=(65536-45872)%256;timer0_num++;if(timer0_num==20){ timer0_num=0; timer0_sec++; open_iap(); timer0_shut=read_eeprom(0x0001); timer0_open=read_eeprom(0x0002); close_iap(); time1=timer0_open*60; time2=(timer0_open+timer0_shut)*60;batter2=AD_sampling(0x02,0xe1); _nop_(); _nop_();_nop_(); _nop_(); batter3=AD_sampling(0x20,0