傳感器是物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，在大規(guī)模的信息感知陣列中需要用到大量的傳感器節(jié)點(diǎn)，由于使用線纜進(jìn)行供電和傳輸信號的傳感器在使用中存在諸多不便，于是對傳感器提出了無線化的要求，同時由于無線傳感器節(jié)點(diǎn)的電池容量有限，如何擴(kuò)展其工作時長也成為需要解決的問題。本文借助于液位檢測的工程應(yīng)用，設(shè)計了通過ZigBee進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的傳感器節(jié)點(diǎn)，并且運(yùn)用能量收集技術(shù)，對太陽能、熱能等環(huán)境能量進(jìn)行收集利用實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對傳感器的電池充電以增加其工作時長的目的。本文內(nèi)容主要集中于無線通信、能量收集研究和節(jié)點(diǎn)設(shè)計三個方面。

　　在無線通信技術(shù)方面，針對該應(yīng)用的實(shí)際使用特點(diǎn)，對藍(lán)牙、ZigBee、RF無線通信等短距離無線通信技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，獲得了這幾種傳輸方式的在通信距離、數(shù)據(jù)完整性等方面點(diǎn)對點(diǎn)的使用效果，確定了使用ZigBee進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆桨浮?/p>

　　在能量收集方面，進(jìn)行了太陽能、熱能和射頻能量收集的實(shí)驗(yàn)，獲得了在實(shí)際使用條件下這些采集方法的性能表現(xiàn)。為了能夠有效地利用轉(zhuǎn)換來的電能，應(yīng)用超低壓升壓方法，借助于凌利爾特的LCT3109升壓集成電路，設(shè)計了電源管理系統(tǒng)電路，得到了低至30mV低輸入情況下能夠穩(wěn)定工作的諧振升壓電路，輸出3.2V、4.2V等穩(wěn)定的輸出電壓。該電路能夠以小電流為鋰電池充電，基本能夠滿足低使用頻率的檢測電路工作。最后，利用MSP430F149低功耗處理器、CC2520和電容式液位計，制作了傳感器節(jié)點(diǎn)的模型電路，實(shí)現(xiàn)液位檢測傳感器的自行補(bǔ)充電能、無線發(fā)送數(shù)據(jù)功能。
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