低节点密度绿色无线传感网的研究

发布时间：2017-09-22 21:12

  本文关键词：低节点密度绿色无线传感网的研究

  更多相关文章： 无线传感器网络 能量采集技术 低节点密度 绿色

【摘要】：无线传感器网络的研究一直很热门,但是一些关键技术仍然在探索之中,其中传输距离和供电问题较为突出。为此本文提出一种低节点密度的绿色无线传感器网络。“低节点密度”,就是让无线传输距离更远,使得节点的分布间隔增大。“绿色”,就是降低节点功耗,采集环境能量来供电。本文主要设计工作包括:设计和制作采集环境能量的器件;设计和制作低功耗的无线传感器网络节点。首先从无线传感器节点能耗问题和环境能量采集技术两方面,分析利用环境能量供电的可行性,在此基础上提出复合式采集环境能量为无线传感器网络供电。然后详细阐述环境中热能、室内光能、振动能这三种形式能量的发电原理和特性,并进行采集结构的设计。由于采集后的电压是不规则的,需要经过电源管理电路转换成适合节点工作的电压。最后,设计无线传感器节点,使得节点的功耗低、传输距离远,并测试和分析节点的性能。本文不只停留在理论研究,还进行现场测试,使用设计的能量采集结构为无线传感器网络节点供电。测试表明,采集环境中的热能、室内光能、振动能,完全可以驱动节点工作。虽然当前环境能量采集技术还没有得到大规模商用,但是随着研究的深入和关键技术的突破,能量采集技术会越来越多地用来为无线传感器网络供电,具有广阔的应用前景和市场。
【关键词】：无线传感器网络 能量采集技术 低节点密度 绿色
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TP212.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 研究背景和研究意义8-9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.2.1 温差发电技术9-11
• 1.2.2 光能技术11
• 1.2.3 振动能11-12
• 1.2.4 复合技术12-13
• 1.3 本文工作内容及行文结构13-15
• 1.3.1 本文工作内容13
• 1.3.2 本文行文结构13-15
• 第二章 系统整体设计方案15-21
• 2.1 环境能量供电可行性分析15-17
• 2.2 系统总体方案设计17-20
• 2.3 本章小结20-21
• 第三章 供电部分设计21-35
• 3.1 热能采集21-26
• 3.1.1 发电原理及其特性22-24
• 3.1.2 模块的选择和电路设计24-25
• 3.1.3 性能测试25-26
• 3.2 室内光能采集26-30
• 3.2.1 发电原理及其特性26-28
• 3.2.2 模块的选择和电路设计28-29
• 3.2.3 性能测试29-30
• 3.3 振动能采集30-34
• 3.3.1 发电原理及其特性30-31
• 3.3.2 模块选择和电路设计31-32
• 3.3.3 性能测试32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 无线传感器设计35-56
• 4.1 主控制芯片35-40
• 4.1.1 芯片的选择35-38
• 4.1.2 主要电路38-40
• 4.2 无线模块设计40-47
• 4.2.1 硬件设计40-43
• 4.2.2 软件设计43-47
• 4.3 传感模块设计47-49
• 4.4 数据显示49-50
• 4.5 节点整体设计50-54
• 4.5.1 硬件设计50-52
• 4.5.2 软件设计52-54
• 4.6 本章小结54-56
• 第五章 系统测试56-65
• 5.1 节点性能测试56-62
• 5.1.1 节点功耗测试56-57
• 5.1.2 节点传输性能测试57-62
• 5.2 环境能量供电现场测试62-64
• 5.3 本章小结64-65
• 第六章 总结与展望65-67
• 6.1 总结65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-69
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文69-70
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利70-71
• 致谢71

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本文编号：902888