CN103427476A - 一种基于无线传感器节点的能量管理系统 - Google Patents

一种基于无线传感器节点的能量管理系统 Download PDF

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CN103427476A CN2012101645141A CN201210164514A CN103427476A CN 103427476 A CN103427476 A CN 103427476A CN 2012101645141 A CN2012101645141 A CN 2012101645141A CN 201210164514 A CN201210164514 A CN 201210164514A CN 103427476 A CN103427476 A CN 103427476A
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    • Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies

Abstract

本发明公开了无线传感器领域内的一种基于无线传感器节点的能量管理系统，包括太阳能光伏电池、温差电池、锂离子电池、无线传感器节点、电容器和能量管理系统，所述能量管理系统包括第一开关切换电路、第二开关切换电路、稳压电路、温差电池升压电路、电容器放电升压电路、第一比较电路、第二比较电路以及单片机电路，本发明通过使用太阳能为整个系统供电，延长了整个网络的使用期限，采用太阳能作为能源，节约了能源，降低了污染，可用于无线传感器节点的能量管理中。

Description

一种基于无线传感器节点的能量管理系统
技术领域
本发明涉及一种无线传感器，特别涉及一种无线传感器节点管理系统。
背景技术
目前，无线传感器网络的发展已得到各国的重视，在军事、环境、医疗、设备状态监测等领域已经显示出其优越的应用价值，但是，组成无线传感器网络的节点通常采用携带容量有限的电池来供电，这极大限制了其在许多领域的应用，尤其是在不易维护、广域、复杂环境中的应用。如果无线传感器节点靠自身所携带的十分有限的一次性电池要完成数月的工作，就只能采用节能的管理方式，这种管理方式只能延长无线传感器的寿命，却不能保证整个网络连续数年的可靠工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于无线传感器节点的能量管理系统，延长了整个网络的使用期限，采用太阳能作为能源，节约了能源，降低了污染。
本发明的目的是这样实现的：一种基于无线传感器节点的能量管理系统，包括太阳能光伏电池、温差电池、锂离子电池、无线传感器节点、电容器和能量管理系统，所述能量管理系统包括第一开关切换电路、第二开关切换电路、稳压电路、温差电池升压电路、电容器放电升压电路、第一比较电路、第二比较电路以及单片机电路，所述太阳能光伏电池的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，稳压电路的输出端与无线传感器节点的输入端相连；所述温差电池的输出端与温差电池升压电路的输入端相连，温差电池升压电路的输出端分别与第一比较电路、第二比较电路以及电容器的输入端相连，所述第一比较电路的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，所述第一开关切换电路的输出端与单片机电路的输入端相连，所述第二比较电路的输出端与单片机电路的输入端相连，所述单片机的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，所述电容器的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，所述第二开关切换电路的输出端与电容器放电升压电路的输入端相连，电容器放电升压电路的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，所述锂离子电池的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，所述单片节电路还与第一开关切换电路反馈连接。
本发明工作时，当有阳光时，太阳能光伏电池通过稳压电路为无线传感器节点供电，同时向锂离子电池充电；太阳能光伏电池背部粘贴有温差电池，靠太阳能光伏电池工作时其背温与环境中温度差来发电，其输出能量通过温差电池升压电路存储在电容器中，当电容器两端电压达到高阈值电压时，第一开关切换电路接通，单片机电路开始工作，然后单片机电路控制第二开关切换电路接通，使电容器通过升压电路为无线传感器节点供电，同时向锂离子电池充电；当电容器两端的电压打的低阈值电压时，第一开关切换电路断开，单片机电路停止工作，进而使第二开关切换电路断开，电容器停止放电，能量管理系统回到最初的工作状态；当太阳能光伏电池的输出功率较低时，由锂离子电池中存储的能量为无线传感器节点供电。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过使用太阳能为整个系统供电，延长了整个网络的使用期限，采用太阳能作为能源，节约了能源，降低了污染。本发明可用于无线传感器节点的能量管理中。
附图说明
图1为本发明控制原理图。
具体实施方式
如图1所示的一种基于无线传感器节点的能量管理系统，包括太阳能光伏电池、温差电池、锂离子电池、无线传感器节点、电容器和能量管理系统，能量管理系统包括第一开关切换电路、第二开关切换电路、稳压电路、温差电池升压电路、电容器放电升压电路、第一比较电路、第二比较电路以及单片机电路，太阳能光伏电池的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，稳压电路的输出端与无线传感器节点的输入端相连；温差电池的输出端与温差电池升压电路的输入端相连，温差电池升压电路的输出端分别与第一比较电路、第二比较电路以及电容器的输入端相连，第一比较电路的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，第一开关切换电路的输出端与单片机电路的输入端相连，第二比较电路的输出端与单片机电路的输入端相连，单片机的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，电容器的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，第二开关切换电路的输出端与电容器放电升压电路的输入端相连，电容器放电升压电路的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，锂离子电池的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，单片节电路还与第一开关切换电路反馈连接。
本发明工作时，当有阳光时，太阳能光伏电池通过稳压电路为无线传感器节点供电，同时向锂离子电池充电；太阳能光伏电池背部粘贴有温差电池，靠太阳能光伏电池工作时其背温与环境中温度差来发电，其输出能量通过温差电池升压电路存储在电容器中，当电容器两端电压达到高阈值电压时，第一开关切换电路接通，单片机电路开始工作，然后单片机电路控制第二开关切换电路接通，使电容器通过升压电路为无线传感器节点供电，同时向锂离子电池充电；当电容器两端的电压打的低阈值电压时，第一开关切换电路断开，单片机电路停止工作，进而使第二开关切换电路断开，电容器停止放电，能量管理系统回到最初的工作状态；当太阳能光伏电池的输出功率较低时，由锂离子电池中存储的能量为无线传感器节点供电。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过使用太阳能为整个系统供电，延长了整个网络的使用期限，采用太阳能作为能源，节约了能源，降低了污染。可用于无线传感器节点的能量管理中。

Claims (1)

1.一种基于无线传感器节点的能量管理系统，其特征在于，包括太阳能光伏电池、温差电池、锂离子电池、无线传感器节点、电容器和能量管理系统，所述能量管理系统包括第一开关切换电路、第二开关切换电路、稳压电路、温差电池升压电路、电容器放电升压电路、第一比较电路、第二比较电路以及单片机电路，所述太阳能光伏电池的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，稳压电路的输出端与无线传感器节点的输入端相连；所述温差电池的输出端与温差电池升压电路的输入端相连，温差电池升压电路的输出端分别与第一比较电路、第二比较电路以及电容器的输入端相连，所述第一比较电路的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，所述第一开关切换电路的输出端与单片机电路的输入端相连，所述第二比较电路的输出端与单片机电路的输入端相连，所述单片机的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，所述电容器的输出端与第二开关切换电路的输入端相连，所述第二开关切换电路的输出端与电容器放电升压电路的输入端相连，电容器放电升压电路的输出端分别与锂离子电池、稳压电路的输入端相连，所述锂离子电池的输出端与第一开关切换电路的输入端相连，所述单片节电路还与第一开关切换电路反馈连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103855762A (zh) * 2013-12-17 2014-06-11 北京建筑大学 一种适用于无线传感器的锂离子电池组能量管理系统
CN106712259A (zh) * 2017-02-28 2017-05-24 淮安信息职业技术学院 一种基于无线传感器网络的太阳能电池系统

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103855762A (zh) * 2013-12-17 2014-06-11 北京建筑大学 一种适用于无线传感器的锂离子电池组能量管理系统
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20131204