面向可持續(xù)傳感器網(wǎng)絡的太陽能傳感器節(jié)點的研究.pdf

1、微處理器技術，傳感器技術和無線通信技術的高速發(fā)展推動了由具有感知，計算和通信等功能的小型電子設備組成的現(xiàn)代無線傳感器網(wǎng)絡的產(chǎn)生和發(fā)展。當前，這種技術已經(jīng)被廣泛應用于環(huán)境監(jiān)控，軍事監(jiān)視，科學研究，醫(yī)療保健等。對于一些需要長期部署的傳感器網(wǎng)絡系統(tǒng)來說，能量成為了主要的瓶頸。傳感器節(jié)點的能耗從休眠時候的幾微瓦到工作時候的幾亳瓦，甚至幾瓦不等，因此在100％占空比下，對于傳統(tǒng)的由電池供電的傳感器節(jié)點來說，也許只能持續(xù)工作幾天。為達到傳感器網(wǎng)絡的

2、可持續(xù)性，研究表明能量采集是一種可行的并且非常有前景的方法。
　　 與普通的由電池供電的傳感器節(jié)點需要考慮能量使用的極限不同，使用環(huán)境能量的傳感器節(jié)點更加關注與以什么樣的速率來使用能量。此外，太陽能作為一種豐富的并且成熟的環(huán)境能源，對于時間和空間的變化有著不確定性和不可控制性。最近的熱點主要集中在保持傳感器網(wǎng)絡可持續(xù)性的痛斥最大化利用環(huán)境能量。與以前的研究不同，我們認為在傳感器系統(tǒng)中，能量的使用應該和能量的采集保持平衡，對于高效

3、的，能夠長時間工作的應用來說，最主要的是使傳感器系統(tǒng)能夠適應變化的環(huán)境和能夠獲得的資源，并且能夠盡可能多的采集數(shù)據(jù)。
　　 在本論文中，我們設計了一個高效的并且有較高魯棒性的太陽能傳感器系統(tǒng)，叫做SolarMote。同時我們簡單分析了能量采集理論，提出了一種衡量系統(tǒng)工作的指標-能量中性操作，它要求傳感器節(jié)點所消耗的能量必須小于采集到的能量。此外，我們使用能量管理理論來分析能量采集和使用的關系，并且使用一種實用的能量預測方法和占空