适用于无线传感器网络的太阳能采集系统的设计及实现

摘要

21世纪以来，无线传感器网络技术作为一个采集信息的重要技术，被众多学者和企业所重视，在很多领域，包括军事，航天航空探测，环境监控，交通管理，智能家居等等，都能够起到非常重要的作用。能量采集技术在近些年也受到越来越多的关注，特别是地球上能源问题日益严重，能量采集技术越来越显得重要。而在这其中，太阳能采集技术发展的最为成熟，应用最为广泛。将太阳能采集技术与无线传感器网络结合起来，不仅可以解决无线传感器网络的能量供应问题，使其不再被电池的容量和有线供电的方式所限制；还拓展了太阳能采集技术的应用领域，使太阳能的应用又多了一个新的方向。因此研究设计一个可以适用于无线传感器网络上的太阳能采集系统，是一项非常具有实际应用价值的工作。
　　本文主要以无线传感器网络和太阳能为研究背景，为一个智能交通检测的无线传感器网络设计合适的太阳能采集系统。通过对无线传感器网络节点（Sensor Node），中继器（Repeater）和接入点（Access Point）分别进行功耗测试，根据测试的功耗结果分析，确定了太阳能采集系统的设计方案。首先确定了太阳能电池和锂电池，然后再根据所选的太阳能电池和锂电池，充分调研并最终确定了两种不同的芯片CN3065，LT3652HV，分别设计并实现一种太阳能采集系统。
　　通过实际应用中的测试，所设计的太阳能采集充电电路可以和合适的太阳能电池和充电锂电池一起组成太阳能供电系统，能够使无线传感器节点和中继器都能够持续不断的工作，达到设计的目的。

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1 绪论

1.1 无线传感器网络的起源，发展和现状

1.2 无线传感器网络中的能量采集技术的应用

1.3 论文的研究意义

1.4论文的组织结构

2 太阳能采集技术

2.1能量采集技术的选择

2.2太阳能电池的分类及发展

2.3太阳能电池的工作原理及性能参数

2.4本章小结

3太阳能采集系统需求测试

3.1 无线传感器网络的功耗需求

3.2功耗测试

3.3充电锂电池的需求分析

3.4太阳能电池的需求分析

3.5本章小结

4太阳能采集系统电路设计

4.1 太阳能充电管理芯片的选型

4.2节点的太阳能采集系统电路的设计

4.3中继的太阳能采集系统电路的设计

4.4本章小结

5电路应用测试及结果

5.1 应用测试简介

5.2节点太阳能采集电路实际测试

5.3中继太阳能采集电路实际测试

5.4测试结果及实际应用分析

5.5本章小结

6总结与展望

6.1 全文总结

6.2 研究展望

致谢

参考文献