远程环境监测无线传感器网络的供电与功率控制

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无线传感器网络由于具有十分重要的科研与实用价值,引起了国内外研究机构和政府组织的高度关注,被列为二十一世纪最有影响力的技术之一。无线传感器网络的许多技术都与能量有关,因此无线传感器网络发展中亟须解决的就是能量问题。在大面积的远程环境监测中,如新疆煤田火区远程监测系统,由于煤田火区幅员辽阔,监测网络远离基础供电设备,节点部署面积较大,节点供电电池能量有限且不易跟换,因此要求节点能够最大限度的节能,以延长网络的生命周期。因此,通过丌源和节能方法来延长网路生命周期在无线传感器网络设计中就显得十分重要。   论文围绕新疆煤田火区远程监测系统无线传感器网络进行了能量问题的研究,从丌源和节能两个方面来阐述。丌源方法就是开发为无线传感器网络节点提供持续能量供应的太阳能供电装置。通过节点的耗能测试与分析来确定太阳能电池板的功率、蓄电池容量,以及为防止蓄电池因过充、过放电损坏,设计充放电保护电路。解决无线传感器网络能量问题,只有开源方法是不够的,还要进行节能的研究。对节能方法的研究主要就是实现对节点软硬件功率控制,硬件功率控制方法是去除原模块节点在新疆煤田火区远程监测系统中,实际应用时不需要的器件,以降低节点的能量消耗;软件功率控制方法是让节点在工作中实现功率控制功能,调整节点的发射功率,降低能耗。对节点JN5139进行功率控制的测试,发现JN5139并未实现声称的功能,同时JN5139底层代码没有开放,不能进行对节点的二次开发。通过对已有功率控制算法的改进,能够实现对节点CC2430发射功率的控制,降低节点能耗,对此也做了测试,收到良好的效果。   论文最后对目前的研究成果进行了总结,并指出了存在的一些不足之处,以及进一步改进和研究的方向。
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