適用于無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的振動供電方式的研究.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)存儲處理和通信技術(shù)飛速發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點對電源的壽命和能量密度要求越來越嚴格，每個節(jié)點的供電方式?jīng)Q定了整個無線傳感器網(wǎng)絡的生存時間，傳統(tǒng)的供電方式采用電池供電，但是電池供電存在壽命短和不容易維護更換等缺點，傳統(tǒng)的供電方式已不能滿足傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的發(fā)展要求。從傳感器所處的環(huán)境中獲取能量，再將收集到的能量轉(zhuǎn)換成電能供給無線傳感器節(jié)點，這種供電方式已經(jīng)成為無線傳感器供電未來發(fā)展趨勢。對于振動監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)來說，就需要從

2、環(huán)境中采集振動能變換為電能的微型振動發(fā)電機來供電。因此，為了增加無線傳感器節(jié)點壽命和提高微型振動發(fā)電機的輸出功率利用率，在無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點芯片上安裝可以自供電的電源和此電源的功率調(diào)節(jié)是非常有必要的。微型振動轉(zhuǎn)換裝置有多種類型，選擇了適合振動環(huán)境和這個節(jié)點電能消耗特點的一種微型振動發(fā)電機，并且設(shè)計對應的功率調(diào)節(jié)電路。
　　 根據(jù)無線傳感器節(jié)點的間斷的采集與發(fā)送數(shù)據(jù)的特點，即無線傳感器節(jié)點的瞬時功率大和平均功率小這一特點，設(shè)計了針

3、對用于振動環(huán)境的無線傳感器節(jié)點的功率調(diào)節(jié)電路，每次當儲能元件的電壓達到閾值時，依次向射頻模塊和微處理器模塊交替供電。顯然，這個無線傳感器節(jié)點的功率調(diào)節(jié)電路可以實現(xiàn)能源效率的改善。
　　 為了使設(shè)計好的電路能夠在效率方面實現(xiàn)最大化。利用OrCAD/Pspice計算機軟件進行了功率調(diào)節(jié)電路的模擬仿真和電路的參數(shù)優(yōu)化，優(yōu)化電路各個元器件的參數(shù)后，使電路輸出滿足設(shè)計要求，并進行了電路功能的驗證。仿真結(jié)果表明:使微型振動發(fā)電機潛在的功率密