無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的激光主動(dòng)供能能量采集系統(tǒng)研究.pdf

1、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由分布在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)通過無線通信組成的一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人們對(duì)監(jiān)測區(qū)域的信息獲取，廣泛的應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)和軍事等眾多領(lǐng)域。然而無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳統(tǒng)的供能方式-電池的能量有限，限制了傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能和壽命，所以解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量受限問題的研究有著重要的意義?？蒲腥藛T提出各種環(huán)境能量采集技術(shù)，在一定程度上解決了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的能源問題。但是在一些缺乏環(huán)境能源的應(yīng)用場所，不能采集到足夠的能量為傳感器節(jié)點(diǎn)供能，

2、由此本文提出了單對(duì)多點(diǎn)激光主動(dòng)供能方式為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)供能，并為該方法的實(shí)現(xiàn)和優(yōu)化進(jìn)行了研究。該方式是將單束激光通過激勵(lì)熒光片發(fā)光的方式轉(zhuǎn)換為空間光場，為多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)供能。該方法彌補(bǔ)了因環(huán)境能量缺失而無法實(shí)現(xiàn)無線傳感器節(jié)點(diǎn)自供能的缺陷，可應(yīng)用于煤礦、地下油庫等高危場所的監(jiān)測。
　　 本文闡述了激光激勵(lì)熒光片供能方式的原理，對(duì)其產(chǎn)生的光場特性進(jìn)行了分析，建立熒光片的光學(xué)模型并優(yōu)化其參數(shù)；為了提高激光-熒光轉(zhuǎn)換效率，設(shè)計(jì)了兩種熒光

3、靶結(jié)構(gòu)；分析光電轉(zhuǎn)換器件，選取非晶硅太陽能電池作為換能器，估算了整個(gè)系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)換效率。
　　 總結(jié)和比較了典型的自供能傳感器節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，分析了儲(chǔ)能技術(shù)并選取超級(jí)電容作為儲(chǔ)能元件，據(jù)此確定基于激光主動(dòng)供能方式的自供能傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)了高效率低功耗的能量采集系統(tǒng)，在能量管理電路中選用電壓回授法以實(shí)現(xiàn)太陽能電池的最大功率點(diǎn)追蹤，使電路的充電效率提高了25％以上；能量管理電路由充電電路和放電電路兩部分組成，電路工作功耗小于12μ