基于无线传感器网络的洁净电源设计与应用

发布时间：2024-05-12 18:23

　　当今的电子设备不仅对电源质量的要求越来越高,而且对电源控制管理的要求也越来越高,一般的电源由于输出的电源洁净度不够,已经不能满足电子设备的需求。为此,国内外专家学者、及相关企业展开了大量的研究和产品开发,通过研究新的拓扑电路、提升频率、降低元器件体积、研究可靠的PWM控制策略、对电源进行有效监控管理等方式对电源性能有很大改善。但随着节能型社会的到来,人们对能源问题的重视,一味的追求高效能会使得用电效率问题变得突出,如何平衡好性能的提升和用电效率的问题,使得很多学者在各领展开域探索和研究,发现通过引入新的技术、发现新材料、引入智能算法等方式能满足现代电子设备的需求。于是本论文提出了基于无线传感器网络的洁净电源的研究。本论文选择体积小、重量轻、价格低的开关电源作为研究对象,引入新器件—超级电容器(一种绿色新型储能器件,具有其容量大、使用寿命长、充放电时间短、绿色环保等特点),引入新技术—无线传感器网络(一种集数据采集、数据处理和无线数据传输三大功能于一身的技术,具有组建方式自由、网络规模大、数据为中心等特点),设计网络洁净电源,来解决开关电源输出始终含有滤除不了的纹波干扰,使输出的品质能达...

【文章页数】：107 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 国内外电源技术的发展现状及趋势
        1.1.1 国内外电源技术的发展现状
        1.1.2 国内外电源技术的发展趋势
    1.2 国内外电源监测技术的发展现状及趋势
        1.2.1 国内外电源监测技术的发展现状
        1.2.2 国内外电源监测技术的发展趋势
    1.3 网络化洁净电源概述
    1.4 论文的组织结构
第2章 基于无线传感器网络的洁净电源系统的总体设计
    2.1 基于无线传感器网络的洁净电源系统的总体设计
    2.2 网络洁净电源的理论介绍
        2.2.1 洁净电源与开关电源的区别
        2.2.2 超级电容储能技术介绍
        2.2.3 无线传感器网络的介绍
    2.3 本章小结
第3章 基于无线传感器网络的洁净电源系统的硬件设计与实现
    3.1 系统的整体硬件结构
    3.2 洁净电源基础硬件设计
        3.2.1 超级电容器介绍
        3.2.2 CC2530芯片简介
        3.2.3 高隔离度功率开关
        3.2.4 三端稳压器
        3.2.5 洁净电源工作原理
    3.3 电源控制单元硬件设计
    3.4 洁净电源数据采集单元硬件设计
    3.5 洁净电源的指示单元
    3.6 无线传感网络
        3.6.1 ZigBee组网
        3.6.2 服务器网络与4G模块
    3.7 本章小结
第4章 基于无线传感器网络的洁净电源系统的软件设计与实现
    4.1 系统的整体软件框架
    4.2 底层网络的构建(ZigBee)
        4.2.1 需求分析
        4.2.2 网络设计
    4.3 服务器设计
        4.3.1 需求分析
        4.3.2 接口设计
        4.3.3 信息解读
        4.3.4 信息记录
        4.3.5 错误处理
    4.4 人机交互界面
        4.4.1 需求分析
        4.4.2 数据的显示
        4.4.3 选择连接的对象
        4.4.4 控制
        4.4.5 连续显示
    4.5 本章小结
第5章 系统的功能测试与分析
    5.1 系统仿真测试与结果分析
        5.1.1 仿真方案
        5.1.2 洁净电源的有效性标准
        5.1.3 洁净电源的仿真结果和分析
    5.2 系统硬件测试与结果分析
        5.2.1 输入与输出波形测试结果与分析
        5.2.2 指示单元测试结果与分析
        5.2.3 控制单元测试结果与分析
        5.2.4 长时间输出测试结果与分析
    5.3 系统软件测试与结果分析
        5.3.1 系统测试准备
        5.3.2 软件功能测试
        5.3.3 历史数据查看及检验测试分析
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
附录
    1 硬件代码
        1.1 DHT111温湿度读取代码
        1.2 AD采样代码
        1.3 PWM代码
        1.4 继电器控制代码
    2 软件代码
        2.1 引用的模块
        2.2 线程
        2.3 显示界面
        2.4 连续变化
        2.5 客户端
        2.6 服务器
        2.7 日志记录
攻读硕士学位期间的研究成果、参加学术会议及获奖
致谢



本文编号：3971713