基于室内光能采集的低功耗无线网络技术及应用

发布时间：2024-02-18 18:01

　　部分无线网络设备采用电池供电,在使用过程中需要更换电池,增加系统的维护成本。通过降低无线系统的功耗,并通过收集环境能量,可以使无线设备永久不用更换电池。为了便于室内光能采集系统的设计,本文根据室内光照环境变化小的特点和光电效应原理,在适用于室外强光的五参数模型的基础上,改进提出了适用于室内弱光下的四参数模型,从而将各参数之间的超越方程简化为代数方程,可快速对室内光能采集系统进行分析和设计。本文提出了基于自适应发射功率的低功耗无线组网机制。设备可根据信号在现场环境的实际衰减情况,自动调整发射功率。在不增大通信误码率基础上,使用最小发射功率,从而降低系统的工作功耗。将基于室内光能采集的低功耗无线网络技术应用于智能家居领域。结合基于软件的过压保护机制和射频电路的设计得到了一个无线光能开关的应用实例。通过本方案能将室内光能采集有效地转移到储能器件中。本文对能量采集电路进行详细分析和比较,设计了简单高效的电路。为了保护储能器件,设计了软件保护机制。经过测试发现该开关待机功耗明显低于市面同类产品。对室内光能采集的转化率的测试说明在室内光照环境下,其直充方案能在较低的成本下达到接近MPPT方案的能量...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1现有典型低功耗无线传感器[8]

各个科学基金项目名单中。在各大高校和科研单位共同努力下，国内现有无线传感网的研究和国外基本处于同一水平线。无线传感网络更是现在物联网的基础技术，利用无线传感网的分布式特点采集特定地域与特定族群的特定信息是非常普遍的做法[7]。1.2低功耗无线传感网络特点随着无线技术和嵌入式的发....

图2.2可见光范围内白色LED灯光谱波长分布定性示意图

图2.2可见光范围内白色LED灯光谱波长分布定性示意图应材料的工作原理用半导体中PN结能本征吸收光子并激发出少数载结在吸收光子时，会同时产生自由电子和空穴，但由N区产生的光生电子属多子，都被P区和N区中间的PN结。只有P区的光生电子和N区的光生....

图2.1可见光范围内太阳光谱波长分布定性示意图

杭州电子科技大学硕士学位论文7图2.1可见光范围内太阳光谱波长分布定性示意图图2.2可见光范围内白色LED灯光谱波长分布定性示意图2.1.2光伏效应材料的工作原理光伏效应利用半导体中PN结能本征吸收光子并激发出少数载流子的能力[24,25]。其实PN结在吸收....

图2.3光伏效应示意图

杭州电子科技大学硕士学位论文子力学理论，也无法进行能量积累[27]。而当半导体中PN结被光子消耗则无法产生新的电子空穴对，产生的总电势不再增加。但在室内人工光环境下，光生电势达到饱和的可能性极小。故在同一人工光源照射下，认为输出功率与在光强I在半导体表面S的面积分成正....

本文编号：3902300