基于微能源采集的自供能有源RFID标签的研究

发布时间：2023-03-14 17:59

　　物联网是世界信息科技产业的第三次革命,它利用互联网将遍布全球的任意物体连接起来,物体与物体之间可以通过互联网进行信息交互。物联网颠覆了传统信息收集技术,它已深入渗透到社会各行各业,给工业生产及社会生活带来了极大便利。物联网信息的收集依赖遍布全球的数以亿计的信息传感设备,现今这些传感设备的供能仍以电池为主。电池存在使用寿命有限、维护成本高、加剧环境污染等诸多缺陷,所以这并不是物联网供能的最佳解决方案。随着科技的发展,自供能系统被提出,它的突出优势是可以通过收集环境中的能量为设备供电,从而实现设备持续运转。RFID是物联网技术中重要的传感感知设备,但传统无源RFID标签采用电磁耦合方式获取工作能量因而具有通信距离短、仅能被动识别等缺点。为了克服这些缺点,本论文基于机械能采集技术,从自供能系统的能源采集单元、电源管理单元、能量存储单元及射频收发器等方面,对自供能有源RFID标签系统进行了整体开发和研究,并完成了标签样机系统的制作、验证平台的搭建及典型应用的演示。本论文的主要工作包括:(1)总结了纳米摩擦发电机不同工作模式的结构特点和电学特性,并给出了它的等效电路模型,然后对纳米摩擦发电机最佳...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 能源危机与环境问题
        1.1.2 信息化时代与物联网
        1.1.3 自供能系统
    1.2 微能源采集技术及其研究现状
        1.2.1 电磁式发电机及其研究现状
        1.2.2 静电感应式发电机及其研究现状
        1.2.3 压电式发电机及其研究现状
    1.3 本论文研究内容和章节安排
第二章 纳米摩擦发电机的工作原理及相关理论
    2.1 纳米摩擦发电机的工作原理
        2.1.1 纳米摩擦发电机的分类
    2.2 纳米摩擦发电机负载匹配理论
        2.2.1 纳米摩擦发电机电学特性及电路等效模型
        2.2.2 纳米摩擦发电机最佳匹配电阻理论
        2.2.3 纳米摩擦发电机电容充电理论
        2.2.4 最佳负载优化分析
        2.2.5 纳米摩擦发电机电源管理电路
    2.3 本章小结
第三章 自供能有源RFID标签系统
    3.1 自供能有源RFID标签系统方案设计
    3.2 复合式纳米发电机的设计
        3.2.1 复合式纳米发电机的制备流程
        3.2.2 复合式纳米发电机工作机理分析
        3.2.3 复合式纳米发电机性能测试
    3.3 自供能有源RFID标签系统电源管理策略
        3.3.1 纳米摩擦发电机电源管理
        3.3.2 自供能有源RFID标签系统电源管理电路的设计
        3.3.3 自供能有源RFID标签系统电源管理电路性能测试
    3.4 本章小结
第四章 自供能有源RFID标签系统的应用
    4.1 自供能有源RFID标签验证平台搭建
    4.2 远程自动控制
    4.3 目标主动识别、响应与预警
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果



本文编号：3762477