一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了無線傳感器領(lǐng)域內(nèi)的一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)，包括太陽能光伏電池、溫差電池、鋰離子電池、無線傳感器節(jié)點、電容器和能量管理系統(tǒng)，所述能量管理系統(tǒng)包括第一開關(guān)切換電路、第二開關(guān)切換電路、穩(wěn)壓電路、溫差電池升壓電路、電容器放電升壓電路、第一比較電路、第二比較電路以及單片機電路，本發(fā)明通過使用太陽能為整個系統(tǒng)供電，延長了整個網(wǎng)絡(luò)的使用期限，采用太陽能作為能源，節(jié)約了能源，降低了污染，可用于無線傳感器節(jié)點的能量管理中。
【專利說明】一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種無線傳感器，特別涉及一種無線傳感器節(jié)點管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展已得到各國的重視，在軍事、環(huán)境、醫(yī)療、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等領(lǐng)域已經(jīng)顯示出其優(yōu)越的應(yīng)用價值，但是，組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點通常采用攜帶容量有限的電池來供電，這極大限制了其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用，尤其是在不易維護、廣域、復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。如果無線傳感器節(jié)點靠自身所攜帶的十分有限的一次性電池要完成數(shù)月的工作，就只能采用節(jié)能的管理方式，這種管理方式只能延長無線傳感器的壽命，卻不能保證整個網(wǎng)絡(luò)連續(xù)數(shù)年的可靠工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)，延長了整個網(wǎng)絡(luò)的使用期限，采用太陽能作為能源，節(jié)約了能源，降低了污染。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)，包括太陽能光伏電池、溫差電池、鋰離子電池、無線傳感器節(jié)點、電容器和能量管理系統(tǒng)，所述能量管理系統(tǒng)包括第一開關(guān)切換電路、第二開關(guān)切換電路、穩(wěn)壓電路、溫差電池升壓電路、電容器放電升壓電路、第一比較電路、第二比較電路以及單片機電路，所述太陽能光伏電池的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與無線傳感器節(jié)點的輸入端相連；所述溫差電池的輸出端與溫差電池升壓電路的輸入端相連，溫差電池升壓電路的輸出端分別與第一比較電路、第二比較電路以及電容器的輸入端相連，所述第一比較電路的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述第一開關(guān)切換電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，所述第二比較電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，所述單片機的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述電容器的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述第二開關(guān)切換電路的輸出端與電容器放電升壓電路的輸入端相連，電容器放電升壓電路的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，所述鋰離子電池的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述單片節(jié)電路還與第一開關(guān)切換電路反饋連接。
[0005]本發(fā)明工作時，當(dāng)有陽光時，太陽能光伏電池通過穩(wěn)壓電路為無線傳感器節(jié)點供電，同時向鋰離子電池充電；太陽能光伏電池背部粘貼有溫差電池，靠太陽能光伏電池工作時其背溫與環(huán)境中溫度差來發(fā)電，其輸出能量通過溫差電池升壓電路存儲在電容器中，當(dāng)電容器兩端電壓達到高閾值電壓時，第一開關(guān)切換電路接通，單片機電路開始工作，然后單片機電路控制第二開關(guān)切換電路接通，使電容器通過升壓電路為無線傳感器節(jié)點供電，同時向鋰離子電池充電；當(dāng)電容器兩端的電壓打的低閾值電壓時，第一開關(guān)切換電路斷開，單片機電路停止工作，進而使第二開關(guān)切換電路斷開，電容器停止放電，能量管理系統(tǒng)回到最初的工作狀態(tài)；當(dāng)太陽能光伏電池的輸出功率較低時，由鋰離子電池中存儲的能量為無線傳感器節(jié)點供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過使用太陽能為整個系統(tǒng)供電，延長了整個網(wǎng)絡(luò)的使用期限，采用太陽能作為能源，節(jié)約了能源，降低了污染。本發(fā)明可用于無線傳感器節(jié)點的能量管理中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0006]圖1為本發(fā)明控制原理圖。
【具體實施方式】
[0007]如圖1所示的一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)，包括太陽能光伏電池、溫差電池、鋰離子電池、無線傳感器節(jié)點、電容器和能量管理系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)包括第一開關(guān)切換電路、第二開關(guān)切換電路、穩(wěn)壓電路、溫差電池升壓電路、電容器放電升壓電路、第一比較電路、第二比較電路以及單片機電路，太陽能光伏電池的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與無線傳感器節(jié)點的輸入端相連；溫差電池的輸出端與溫差電池升壓電路的輸入端相連，溫差電池升壓電路的輸出端分別與第一比較電路、第二比較電路以及電容器的輸入端相連，第一比較電路的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，第一開關(guān)切換電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，第二比較電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，單片機的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，電容器的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，第二開關(guān)切換電路的輸出端與電容器放電升壓電路的輸入端相連，電容器放電升壓電路的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，鋰離子電池的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，單片節(jié)電路還與第一開關(guān)切換電路反饋連接。
[0008]本發(fā)明工作時，當(dāng)有陽光時，太陽能光伏電池通過穩(wěn)壓電路為無線傳感器節(jié)點供電，同時向鋰離子電池充電；太陽能光伏電池背部粘貼有溫差電池，靠太陽能光伏電池工作時其背溫與環(huán)境中溫度差來發(fā)電，其輸出能量通過溫差電池升壓電路存儲在電容器中，當(dāng)電容器兩端電壓達到高閾值電壓時，第一開關(guān)切換電路接通，單片機電路開始工作，然后單片機電路控制第二開關(guān)切換電路接通，使電容器通過升壓電路為無線傳感器節(jié)點供電，同時向鋰離子電池充電；當(dāng)電容器兩端的電壓打的低閾值電壓時，第一開關(guān)切換電路斷開，單片機電路停止工作，進而使第二開關(guān)切換電路斷開，電容器停止放電，能量管理系統(tǒng)回到最初的工作狀態(tài)；當(dāng)太陽能光伏電池的輸出功率較低時，由鋰離子電池中存儲的能量為無線傳感器節(jié)點供電。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明通過使用太陽能為整個系統(tǒng)供電，延長了整個網(wǎng)絡(luò)的使用期限，采用太陽能作為能源，節(jié)約了能源，降低了污染。可用于無線傳感器節(jié)點的能量管理中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于無線傳感器節(jié)點的能量管理系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能光伏電池、溫差電池、鋰離子電池、無線傳感器節(jié)點、電容器和能量管理系統(tǒng)，所述能量管理系統(tǒng)包括第一開關(guān)切換電路、第二開關(guān)切換電路、穩(wěn)壓電路、溫差電池升壓電路、電容器放電升壓電路、第一比較電路、第二比較電路以及單片機電路，所述太陽能光伏電池的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，穩(wěn)壓電路的輸出端與無線傳感器節(jié)點的輸入端相連；所述溫差電池的輸出端與溫差電池升壓電路的輸入端相連，溫差電池升壓電路的輸出端分別與第一比較電路、第二比較電路以及電容器的輸入端相連，所述第一比較電路的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述第一開關(guān)切換電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，所述第二比較電路的輸出端與單片機電路的輸入端相連，所述單片機的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述電容器的輸出端與第二開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述第二開關(guān)切換電路的輸出端與電容器放電升壓電路的輸入端相連，電容器放電升壓電路的輸出端分別與鋰離子電池、穩(wěn)壓電路的輸入端相連，所述鋰離子電池的輸出端與第一開關(guān)切換電路的輸入端相連，所述單片節(jié)電路還與第一開關(guān)切換電路反饋連接。
【文檔編號】H02J15/00GK103427476SQ201210164514
【公開日】2013年12月4日 申請日期:2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】蘭宏亮 申請人:蘭宏亮