WSN节点能源模块的硬件--.ppt

WSN节点能源模块的硬件 无线传感器网络节点的能源模块 一、无线传感器网络节点的电源供应及解决思路 二、 该项目的思路及具体方案 三、 实施结果 无线传感器网络节点的电源供应及解决思路 首先，无线传感器节点多是布置在人能难轻易到达的地方。 其次，无线传感器节点放置点一般的环境都很恶劣。 再次，无线传感器节点一般都是长期不定时的监测。 综上，无线传感器节点要长期处于恶劣环境的监测环境下，所以就必须解决其能源的连续供应。 监测应用对传感器节点能源提供技术的要求 ●?体积小易于安放 ●?适应性强 ●?电压稳定 节点所需电源需求 根据指导老师提出的需求： 2000mAh容量锂电池 3.3V 5V输出 功率 400mA*3.7V 工作时间每天0.4—2.4小时 在野外为环境监测节点供电 解决办法 我们的方案: 用太阳能作为初始能源，在光强足够的情况下对可充电电池进行充电，当光照较弱或无阳光状态下利用电池提供能源需求。 为什么选择锂电池 锂离子电池能量密度大，平均输出电压高。自放电小，好的电池，每月在2%以下（可恢复）。没有记忆效应。工作温度范围宽为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大。使用寿命长。不含有毒有害物质，被称为绿色电池。 缺点：价格贵、充放电要求高 锂离子电池 太阳能电板的选择 单晶硅太阳能电池 多晶硅太阳能电池 非晶硅太阳能电池 多元化合物电池 太阳能电池板 太阳能对锂电池充电的特点 一、 锂离子电池不可过充，要保证终止电压精度在1%内 二、充电电流限制在0.25C----1C之间（C为电池容量） 三、充电过程中电池温度不可过高 四、光照的朝向以及强度不断变化，输出电流会变化 充电曲线 充电管理 CN-3063是一款太阳能给锂电池充电的专用芯片， 最大功率跟踪 太阳能电池板等效输出电阻 充电电路输入阻抗 输出功率最大 （最大功率转移定理） 1、横电压法 2、爬山法 3、导纳微分法 采取办法 结合CN3063最大充电电流可调的特点在光照较强时，调整其充电限制电流，测量输出电流和电压，当其乘积最大时，即默认为最大功率点 典型测试数据： 温度30摄氏度，天气晴朗无云，下午13：00—15:00 限制电流 电压输出 电流输出 充电功率 400mA 4.36v 400mA 1.744w 500mA 4.45v 500mA 2.225w 600mA 4.45v 530mA 2.359w 800mA 4.43v 510mA 2.259w 放电管理 放电管理主要由单片机配合外围电路完成完成 主要功能： ------》电压检测，通过单片机自带AD完成（阈值为3.5V） ------》电池切换，通过3V继电器完成 ------》定时功能，通过单片机定时器控制放电时间 ------》人机交互，放电时间可设置，通过液晶按键及EEROM完成 单片机软件 ##include include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char #define ulong unsigned long sbit en P4^5; sbit rd P4^4; sbit rw P2^7; sbit key1 P3^3; sbit key2 P3^4; sbit key3 P3^5; sbit key4 P3^6; sbit relay1 P2^0; sbit relay2 P2^1; sbit relay3 P2^2; bit sym,sign; uchar open_time 0,shut_time 0,timer0_open,timer0_shut,timer0_num,timer0_sec; uint time1,time2; float