基于最大功率跟踪技术的WSN智能供电系统研究

【摘要】： 随着微机电系统(Micro-Electro-Mechanism System, MEMS)、片上系统(SOC,System on Chip)、无线通信和低功耗嵌入式技术的飞速发展,孕育出无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN),并以其低功耗、低成本、分布式和自组织的特点带来了信息感知的一场变革。 无线传感器网络中每个节点能源的有限性极大的束缚了无线传感器网路的发展。锂离子电池相比其他电池具有重量轻、体积小、电压高、能量密度大等优点,使其成为无线传感器网路电源的首选。 本文从硬件构成、软件流程等方面分析了光伏控制系统作为无线传感器网络节点能源供电的过程,着重描述了对锂离子电池充电过程的管理和保护。充电方式采用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,简称MPPT)与三段智能充电方式相结合。系统还设计有通讯、指示等电路,可以保证系统正常、稳定的工作。 在电池电量计算方法上,结合供电系统的实际运行情况,将电流积分法和测量电压法相结合,提高了电池电量计算的精确度及可靠性。 系统的可行性实验是本系统的重要组成部分。本文通过实验室锂离子电池测定实验验证了智能充电方式的可行性,通过基于Zigbee技术无线传感器网络的电池电量测定试验验证了系统在无线传感器网路中应用的可行性。