風驅(qū)動自供能無線傳感器節(jié)點及網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、由于設(shè)置靈活，便于大規(guī)模布置的特點，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事、環(huán)境監(jiān)測、交通監(jiān)控等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用前景。目前無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳感器節(jié)點大多采用傳統(tǒng)電池供電，由于電池具有工作壽命有限、需要更換或充電、污染大等缺點，其應(yīng)用受到了一定的限制。采用可以將環(huán)境中的能量轉(zhuǎn)換為電能的微能源系統(tǒng)為無線傳感器節(jié)點供能是一種理想的方案，開展基于自供能無線傳感器節(jié)點的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究具有重要意義。
　　本文針對礦井通風管道、氣象監(jiān)測等應(yīng)用環(huán)境，在課題組前

2、期研究成果的基礎(chǔ)上，對基于風能采集器的無線溫濕度和風速傳感器節(jié)點，以及由這些傳感器節(jié)點組成的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部分關(guān)鍵技術(shù)進行了研究。實現(xiàn)了溫濕度、風速的自供能測量，并通過優(yōu)化電路結(jié)構(gòu)低了節(jié)點功耗，完成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集的基本功能。主要工作包括：
　　(1)調(diào)研分析了風能采集器、自供能無線傳感器節(jié)點以及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，確定了研究內(nèi)容；
　　(2)完成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計，包括自供能無線

3、傳感器節(jié)點和協(xié)調(diào)器節(jié)點。進行了風能采集器的制作和組裝、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點總體方案設(shè)計、器件選型、電路原理圖與PCB的設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點軟件的設(shè)計，并針對應(yīng)用環(huán)境從硬件和軟件兩個方面做了低功耗設(shè)計；
　　(3)完成了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計，確定了網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，并基于 Z-Stack完成了自供能無線傳感器節(jié)點和協(xié)調(diào)器的程序設(shè)計；
　　(4)實測結(jié)果表明，終端節(jié)點在室內(nèi)實現(xiàn)了節(jié)點入網(wǎng)和發(fā)送溫濕度和風速數(shù)據(jù)的功能，終端節(jié)點在室外最大穩(wěn)定通信距離為