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太阳能供电无线传感器网络可靠数据传输方法
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作者 彭建喜 刘志远 刘建萍 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第12期291-294,298,共5页
太阳能供电的传感器节点在电池充满电时会产生过剩的能量,如不加以利用会被浪费。提出一种基于太阳能约束的可靠数据传输方法 RDDMSC(Reliable Data Delivery Method based on Solar Constraint),利用过剩的能量自适应地调整通信中纠错... 太阳能供电的传感器节点在电池充满电时会产生过剩的能量,如不加以利用会被浪费。提出一种基于太阳能约束的可靠数据传输方法 RDDMSC(Reliable Data Delivery Method based on Solar Constraint),利用过剩的能量自适应地调整通信中纠错码的冗余度,在网络寿命保持不变的情况下提高传输的可靠性。将问题描述为在有能量约束时最大限度地保证端到端数据包的传输率。证明了在链路质量不差的情况下目标函数一定是凹函数,进而采用凸优化来解决可靠传输问题。实验结果表明,RDDMSC能够有效地使用过剩能量来能够提高数据传输率。 展开更多
关键词 太阳能供电传感器网络 可靠数据传输 纠错码 凸优化
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无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统研究 被引量:10
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作者 李楠 刘成良 李彦明 《高技术通讯》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期1201-1205,共5页
为延长无线传感器网络的使用寿命,研究了如何系统地设计无线传感器网络节点的能量自治系统。提出了基于能量收集技术的太阳能供电系统模型,根据农田信息远程监测系统实施的具体要求,设计了无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统,详细... 为延长无线传感器网络的使用寿命,研究了如何系统地设计无线传感器网络节点的能量自治系统。提出了基于能量收集技术的太阳能供电系统模型,根据农田信息远程监测系统实施的具体要求,设计了无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统,详细地阐述了系统整体结构、功能模块设计、能量管理策略以及实验器件选型,具体地分析了实验测试性能。实验结果表明,该能量自治系统在实验测试条件下,每天3至4小时的光照时间即可保证无线传感器网络节点以10%的工作占空比持续运行约4至5年。 展开更多
关键词 能量自治 能量收集 太阳能 无线传感器网络
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太阳能无线传感器网络的能量预测与管理 被引量:1
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作者 王元翔 徐震 《河南师范大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第3期80-87,共8页
无线传感器网络存在电池电量受限问题.为延长网络寿命,传感器节点可以通过太阳能电池板将太阳能转换成电能以供自身运转.基于太阳能的不确定性和间歇性等特点,提出了一种太阳能收集预测算法和能量管理方案,根据预测的能量,调整传感器节... 无线传感器网络存在电池电量受限问题.为延长网络寿命,传感器节点可以通过太阳能电池板将太阳能转换成电能以供自身运转.基于太阳能的不确定性和间歇性等特点,提出了一种太阳能收集预测算法和能量管理方案,根据预测的能量,调整传感器节点的调度计划,实现节点的能量消耗中性,从而使无线传感器网络能够长期稳定地工作.仿真实验表明,所提出的方案在能量预测精度和能量管理策略方面有明显的优势. 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能 能量预测 能量管理
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新型太阳能供电的气体传感器网络节点 被引量:4
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作者 何荣哲 唐祯安 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第9期63-66,共4页
针对传统半导体气体传感器功耗大,网络节点难以实现自供电的问题,设计了一种新型太阳能供电的阵列式气体传感器网络节点。采用课题组研制的集成微热板阵列式气体传感器芯片作为节点的传感器、采用CC2530芯片作为节点的处理器和无线通信... 针对传统半导体气体传感器功耗大,网络节点难以实现自供电的问题,设计了一种新型太阳能供电的阵列式气体传感器网络节点。采用课题组研制的集成微热板阵列式气体传感器芯片作为节点的传感器、采用CC2530芯片作为节点的处理器和无线通信模块、采用BQ24210芯片以及高效率DC-DC芯片构成节点的电源模块。测试结果表明该节点实现了系统的自供电,无需维护人员定期的更换电池,能够长期稳定运行。 展开更多
关键词 传感器网络 微热板 太阳能 供电 通信 节点
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无线传感器网络节点太阳能电源系统设计 被引量:23
5
作者 胡奇勋 段渭军 王福豹 《现代电子技术》 2011年第6期199-202,共4页
对于无线传感器网络节点而言,电源是系统的关键部分之一。在此提出一种收集环境中太阳能为传感器节点供能的电源系统。该系统采用了高效安全的充电控制技术,独特的电池电压监测电路,以及低功耗的DC-DC转换电路。通过实验验证,基于此太... 对于无线传感器网络节点而言,电源是系统的关键部分之一。在此提出一种收集环境中太阳能为传感器节点供能的电源系统。该系统采用了高效安全的充电控制技术,独特的电池电压监测电路,以及低功耗的DC-DC转换电路。通过实验验证,基于此太阳能电源的传感器节点功耗动态调整节性能好,生存周期显著增加。该系统可应用于各种户外监测的节点,如环境监测,精细农业,森林防火等。 展开更多
关键词 无线传感器网络 传感器节点 能量收集 太阳能 DC—DC
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太阳能无线传感器网络节点传输功率优化策略 被引量:7
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作者 刘丽萍 安新升 +1 位作者 张强 石高涛 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期36-41,共6页
针对最大化节点能量收集时间内的数据传输量问题,考虑太阳能驱动的无线传感器网络节点的能量收集特性,在数据已经到达的假设下,设计了环境能量驱动节点的前向-后向搜索(FBS)传输功率优化策略.该策略依据节点收集能量下降段平均值的判断... 针对最大化节点能量收集时间内的数据传输量问题,考虑太阳能驱动的无线传感器网络节点的能量收集特性,在数据已经到达的假设下,设计了环境能量驱动节点的前向-后向搜索(FBS)传输功率优化策略.该策略依据节点收集能量下降段平均值的判断,给出全局优化的各时刻节点的传输功率.最后以1990年美国洛杉矶(N33°,W118°)的光照辐射数据为依据,对算法进行了仿真分析.结果表明:前向-后向搜索传输功率优化策略在传输的数据量上优于能量即到即用(EUP)的传输方式;节点收集能量的时间越长,算法的优化效果越好. 展开更多
关键词 太阳能驱动 无线传感器网络节点 传输功率 数据传输 优化策略
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室外传感器网络节点的微太阳能电源系统电池驱动设计 被引量:6
7
作者 李珂 马骋 +1 位作者 熊剑平 贾惠波 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第1期97-99,103,共4页
开发了一种新型用于室外传感器网络节点的微太阳能系统。在系统中,太阳能电池板将太阳能转换为电能,并存储于新型低自放电率的镍氢AAA电池中。为进一步延长电池的使用寿命,系统设计过程中采用了电池驱动的设计方法。超过4周的测试结果表... 开发了一种新型用于室外传感器网络节点的微太阳能系统。在系统中,太阳能电池板将太阳能转换为电能,并存储于新型低自放电率的镍氢AAA电池中。为进一步延长电池的使用寿命,系统设计过程中采用了电池驱动的设计方法。超过4周的测试结果表明:本设计具有高可靠,低成本和高可行性等优势。 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能电源系统 电池驱动设计
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基于模糊控制的太阳能驱动无线传感器网络路由算法(英文) 被引量:5
8
作者 刘超 刘丽萍 +1 位作者 安新升 崔婷婷 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1238-1246,共9页
能量受限和能耗的不均衡性是限制无线传感器网络(WSNs)生命周期的两大主要因素。首先引入了一个新均衡性指数—泰勒指数,其次为太阳能驱动的无线传感器网络提出了一个新的基于模糊逻辑控制的路由算法。该算法综合考虑最优节点质量,传输... 能量受限和能耗的不均衡性是限制无线传感器网络(WSNs)生命周期的两大主要因素。首先引入了一个新均衡性指数—泰勒指数,其次为太阳能驱动的无线传感器网络提出了一个新的基于模糊逻辑控制的路由算法。该算法综合考虑最优节点质量,传输能力以及剩余能量的泰勒均衡性最终确定最优路由路径。实验将该算法与另外两种经典路由算法做对比,并且比较了不同均衡性参数下该算法的性能,最后仿真结果表明:本文提出的路由算法改善了能耗有效性和均衡性,延长了网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能驱动系统 路由协议 模糊逻辑控制 泰勒指数
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一种基于无线传感器网络的太阳能电池监控系统 被引量:10
9
作者 梁浩 陈欣荣 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2010年第9期125-128,共4页
为管理太阳能电池组件运行工况,设计了一种基于无线传感器网络的太阳能电池实时监控系统。该系统通过分布式无线传感器网络将各数据采集模块组成自组织网络,经过多跳路由将采集的数据汇聚到监控节点以实现实时监控。系统的数据采集模块... 为管理太阳能电池组件运行工况,设计了一种基于无线传感器网络的太阳能电池实时监控系统。该系统通过分布式无线传感器网络将各数据采集模块组成自组织网络,经过多跳路由将采集的数据汇聚到监控节点以实现实时监控。系统的数据采集模块设计主要包括ZigBee的系统级芯片CC2530以实现控制和无线通信功能,以及高精度电能计量芯片CS5464,在此基础上实现了符合IEC61036标准的智能数据采集模块。系统软件部分研究了CC2530的数据传输和与CS5464数据交互等实现技术,并基于TI的ZStack-Apps Package实现了整个ZigBee通信协议。 展开更多
关键词 太阳能电池 无线传感器网络 监控系统 ZIGBEE协议 IEC61036
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基于无线传感器网络的温室大棚太阳能集热调温系统 被引量:5
10
作者 李明 王昆 于俊洋 《江苏农业科学》 北大核心 2017年第18期197-200,共4页
为了改善日光温室大棚内的昼夜温度更适合作物的生长,利用大棚支撑骨架和水作为热循环的主体,白天吸收太阳能并储存,晚上将储存的能量释放给温室加热。借助无线传感器网络设计太阳能集热调温系统,系统主要由温度采集、执行节点和中心决... 为了改善日光温室大棚内的昼夜温度更适合作物的生长,利用大棚支撑骨架和水作为热循环的主体,白天吸收太阳能并储存,晚上将储存的能量释放给温室加热。借助无线传感器网络设计太阳能集热调温系统,系统主要由温度采集、执行节点和中心决策节点组成,通过采集室外温度、骨架内水温和棚内温度,中心决策节点再根据控制策略将相应的指令发送给对应的执行节点对循环泵、阀门和加热设备进行控制,从而实现对棚内温度的自动智能调节。通过对比试验发现,设计的太阳能集热调温系统工作稳定,可提高夜间大棚内的平均温度(达2.78℃),避免作物被冻伤而减产,还可平衡中午棚内过高的温度,将其控制在最适宜的范围(20~25℃)内,从而有效延长作物进行光合作用的时间,更利于作物的生长。 展开更多
关键词 温室大棚 太阳能集热 无线传感器网络 控制策略 智能调温 自动调节
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抽油井无线传感器网络太阳能示功仪硬件设计 被引量:2
11
作者 裴忠民 李贻斌 徐硕 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2012年第2期137-139,145,共4页
针对当前抽油井示功仪普遍存在的充电维护费用高、网络接入功能弱化等问题,基于太阳能技术、Zig Bee无线自组网技术、双轴加速度传感器和应变式压力传感器,设计实现了新一代一体化太阳能示功仪.详细介绍了示功仪各单元的硬件组成与实现... 针对当前抽油井示功仪普遍存在的充电维护费用高、网络接入功能弱化等问题,基于太阳能技术、Zig Bee无线自组网技术、双轴加速度传感器和应变式压力传感器,设计实现了新一代一体化太阳能示功仪.详细介绍了示功仪各单元的硬件组成与实现,并构建了面向抽油井工况监测的无线传感器网络。在长庆油田部署了7个示功仪节点、7个无线压力传感器节点和1个多协议网关进行现场测试并试运行。结果表明:示功仪对游梁式抽油机位移测量的最大误差为0.09m,太阳能支持节点连续7个阴雨天正常工作,实测示功图符合抽油井工况实际。 展开更多
关键词 示功图 无线传感器网络 太阳能 抽油井
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一种太阳能传感器网络的自适应休眠调度算法 被引量:2
12
作者 李为为 陈宏滨 赵峰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2013年第3期144-146,149,共4页
通过从外界获取太阳能,传感器网络节点的能量限制得到缓解。提出一种太阳能传感器网络的自适应休眠调度算法。当观测场景从区域观测到目标跟踪转变时,节点自适应地转换活跃和休眠状态,同时剩余能量低于能量阈值的休眠节点从外界获取太... 通过从外界获取太阳能,传感器网络节点的能量限制得到缓解。提出一种太阳能传感器网络的自适应休眠调度算法。当观测场景从区域观测到目标跟踪转变时,节点自适应地转换活跃和休眠状态,同时剩余能量低于能量阈值的休眠节点从外界获取太阳能。与不考虑太阳能获取的休眠调度算法相比,提出的算法延长了网络生命周期。 展开更多
关键词 传感器网络 获取太阳能 自适应休眠调度 网络生命周期
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基于太阳能传感器网络的能量管理模型研究
13
作者 刘永波 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2013年第3期233-235,共3页
传感器节点部署环境和实际应用中的要求决定了节点电源大多数情况下不可能接入正常的电力系统供电。此外由于节点常被布置在恶劣及复杂的环境中,进一步增加了更换电池的成本。如何稳定有效地为传感器节点提供电源保证就成为传感器节点... 传感器节点部署环境和实际应用中的要求决定了节点电源大多数情况下不可能接入正常的电力系统供电。此外由于节点常被布置在恶劣及复杂的环境中,进一步增加了更换电池的成本。如何稳定有效地为传感器节点提供电源保证就成为传感器节点设计的关键问题。基于环境能源的传感器网络是一种区别于传统传感器网络的全新技术,能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中,其中尤以基于太阳能的传感器网络应用前景最为广阔。从基于太阳能传感器网络着手,首先提出太阳能预测模型,进而提出一种最小化差异的能量分配策略。最后,仿真实验结果显示最小化差异的能量分配策略能够避免能量分配不均,从而提升网络监控质量。 展开更多
关键词 传感器网络 能量管理 太阳能
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太阳能补给下无线传感器网络分簇路由算法 被引量:8
14
作者 张玉娟 樊晓平 +2 位作者 刘少强 陈志杰 QU Zhi-hua 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2012年第1期260-262,共3页
分析太阳光照特点,设计了太阳能补给模型,并在此模型下提出了一种自适应的分簇路由算法ACSP,定义了网络有三种状态:耗能期、储能期、稳定期,并适应各个时期设计不同的簇首选择和路由选择机制。理论和实验表明,ACSP可自适应网络中能量变... 分析太阳光照特点,设计了太阳能补给模型,并在此模型下提出了一种自适应的分簇路由算法ACSP,定义了网络有三种状态:耗能期、储能期、稳定期,并适应各个时期设计不同的簇首选择和路由选择机制。理论和实验表明,ACSP可自适应网络中能量变化,充分利用补给能量,并且具有较好的能耗均衡性。 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能补给 分簇路由 自适应 能耗均衡
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基于太阳能的无线土壤水分传感器的研制 被引量:21
15
作者 李晓东 吴永烽 +2 位作者 李光林 曾庆欣 汪时机 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期13-18,共6页
为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结... 为实现土壤水分的自动检测与无线传输,采用电场法检测土壤质量含水率,利用Zigbee技术构建无线传感网络实现数据传送。利用太阳能电池收集太阳能并存储于锂电池中,实现对系统供电。通过合理的充放电管理,能有效地延长锂电池寿命。试验结果表明,该传感器能够实现0~30%间的土壤质量含水率的测量,相对误差小于10%。利用Zigbee模块及MiWi(TM)协议栈构建星形网络能实现数据无线传输。当节点发射功率为1mW时,在无阻挡条件下可靠传输距离为30m,在有农作物遮挡时,可靠传输距离为10m左右。在1h采集发送1次数据及正常天气条件下,系统能自动持续工作。在连续阴雨天气条件下,系统能正常工作7~20d。 展开更多
关键词 无线传感网络 土壤水分 传感器 太阳能电池 无线土壤水分传感器 锂电池 电源管理
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ZigBee无线传感器网络节点供电系统设计 被引量:6
16
作者 王战备 赵峰 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1542-1545,共4页
针对无线传感器网络节点供电系统中存在的问题,设计了一种将太阳能和充电电池有效结合的ZigBee无线传感器节点供电系统.该系统通过对太阳电池输出电压与设定阈值关系的自动检测与分析,利用单片机实现太阳电池供电与充电电池供电的自动... 针对无线传感器网络节点供电系统中存在的问题,设计了一种将太阳能和充电电池有效结合的ZigBee无线传感器节点供电系统.该系统通过对太阳电池输出电压与设定阈值关系的自动检测与分析,利用单片机实现太阳电池供电与充电电池供电的自动切换控制,基于DC/DC变换获得稳定的5、3.3V电源及0~20V可调输出电源.测试结果表明:系统供电性能稳定,5、3.3V电源输出平均偏差小于3%,可调输出电源范围1.202 ~ 19.991 V,可满足不同应用环境下ZigBee无线传感器网络节点的供电需求. 展开更多
关键词 无线传感器网络 太阳能 供电系统 DC DC
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用于环境监测的自供电传感器网络 被引量:13
17
作者 张强 杨涛 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2008年第2期34-36,共3页
温室环境监测采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势。ZigBee网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。设计了一种太阳能自供电的ZigBee无线传感器监测节点,介绍了基于Z igBee协议构建的点对点无线数据采集网... 温室环境监测采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势。ZigBee网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。设计了一种太阳能自供电的ZigBee无线传感器监测节点,介绍了基于Z igBee协议构建的点对点无线数据采集网络,包括上位机监控程序和传感器节点的软、硬件设计。 展开更多
关键词 ZIGBEE协议 太阳能 温湿度检测 无线传感器网络
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新型无线传感器网络节点供电方案 被引量:3
18
作者 刘锋 徐金梧 +1 位作者 阳建宏 黎敏 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第3期57-59,66,共4页
工业现场对振动信号等快变量进行采集时,需要对无线传感器网络节点进行在线供电。通过分析开关噪声对无线传感器网络节点通信质量的影响,并结合传感器网络的工作特点,给出无线传感器网络供电方案的设计要求。针对开关噪声的宽频谱特点,... 工业现场对振动信号等快变量进行采集时,需要对无线传感器网络节点进行在线供电。通过分析开关噪声对无线传感器网络节点通信质量的影响,并结合传感器网络的工作特点,给出无线传感器网络供电方案的设计要求。针对开关噪声的宽频谱特点,提出适用于无线传感器网络的供电方案,实验表明:该供电方案可有效消除电源噪声。 展开更多
关键词 无线传感器网络 开关噪声 供电方案
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基于无线图像传感器的太阳能系统设计和实现 被引量:1
19
作者 冯健昭 肖德琴 +2 位作者 胡月明 肖克辉 姚金涛 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期121-125,共5页
【目的】电源决定着无线传感器节点的生命周期,本研究通过软硬件一体化设计最大限度地延长节点寿命。【方法】针对自主研发的无线图像传感器节点,根据公式估算节点总功耗,计算铅酸蓄电池容量,根据电池容量设计太阳能电池板,最后根据太... 【目的】电源决定着无线传感器节点的生命周期,本研究通过软硬件一体化设计最大限度地延长节点寿命。【方法】针对自主研发的无线图像传感器节点,根据公式估算节点总功耗,计算铅酸蓄电池容量,根据电池容量设计太阳能电池板,最后根据太阳能电池板和电池参数,设计太阳能充放电智能控制器。【结果】节点选用阀控式密封高能铅酸蓄电池的容量为10 Ah,额定电压为12 V;选用功率为10 W、输出电压17 V、输出电流0.5 A、尺寸为540mm×350 mm的单晶硅太阳能电池板。【结论】太阳能供电系统运行在该无线图像传感器节点中,能够稳定、可靠、长期工作。 展开更多
关键词 无线图像传感器 节点 太阳能供电系统 太阳能板设计
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环境监测网络的太阳能供电系统设计 被引量:2
20
作者 赵艳华 张惠莉 +2 位作者 赵丽清 温利 高春凤 《青岛农业大学学报(自然科学版)》 2018年第4期303-307,共5页
无线传感器网络在环境监测中应用逐渐推广,稳定的供电系统是监测网络工作的基础。本文介绍了一种基于太阳能和蓄电池的供电系统设计方案,用于解决野外环境中传感器供电的问题。系统采用低功耗的MSP430F6638单片机作为控制器,根据光照强... 无线传感器网络在环境监测中应用逐渐推广,稳定的供电系统是监测网络工作的基础。本文介绍了一种基于太阳能和蓄电池的供电系统设计方案,用于解决野外环境中传感器供电的问题。系统采用低功耗的MSP430F6638单片机作为控制器,根据光照强度和蓄电池电压,对充放电进行智能管理。能够在不同充电模式下对蓄电池进行充电,提高充电效率,延长蓄电池使用寿命。测试表明该系统具有体积小、效率高的特点,适用于农业无线环境监测领域。 展开更多
关键词 无线传感器网络 供电系统 太阳能 充电模式
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