適用于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的振動(dòng)供電方式的研究.pdf

1、隨著數(shù)據(jù)存儲(chǔ)處理和通信技術(shù)飛速發(fā)展，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)對(duì)電源的壽命和能量密度要求越來(lái)越嚴(yán)格，每個(gè)節(jié)點(diǎn)的供電方式?jīng)Q定了整個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)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(hù)更換等缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的供電方式已不能滿(mǎn)足傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)，這種供電方式已經(jīng)成為無(wú)線(xiàn)傳感器供電未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于振動(dòng)監(jiān)測(cè)的無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，就需要從

2、環(huán)境中采集振動(dòng)能變換為電能的微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)來(lái)供電。因此，為了增加無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)壽命和提高微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)的輸出功率利用率，在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(dòng)轉(zhuǎn)換裝置有多種類(lèi)型，選擇了適合振動(dòng)環(huán)境和這個(gè)節(jié)點(diǎn)電能消耗特點(diǎn)的一種微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)，并且設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的功率調(diào)節(jié)電路。
　　 根據(jù)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的間斷的采集與發(fā)送數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，即無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的瞬時(shí)功率大和平均功率小這一特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了針

3、對(duì)用于振動(dòng)環(huán)境的無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)電路，每次當(dāng)儲(chǔ)能元件的電壓達(dá)到閾值時(shí)，依次向射頻模塊和微處理器模塊交替供電。顯然，這個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的功率調(diào)節(jié)電路可以實(shí)現(xiàn)能源效率的改善。
　　 為了使設(shè)計(jì)好的電路能夠在效率方面實(shí)現(xiàn)最大化。利用OrCAD/Pspice計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)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(gè)元器件的參數(shù)后，使電路輸出滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，并進(jìn)行了電路功能的驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明:使微型振動(dòng)發(fā)電機(jī)潛在的功率密