海上无人值守传感器综合电源装置及壳体研究

摘要

海上无人值守分布式无线传感器网络，工作时将大量的传感器结点布置在感兴趣的海域，各传感器结点自组网，通过自身携带的声音采集单元和图像采集单元将监测到的声音和图像信息采集下来，经ARM处理器处理后由无线通信单元发射给网络监控中心。考虑到海上平台的复杂环境，该传感器网络结点的承载平台和电源装置成为重要的研究内容。
　　 本论文主要负责完成承载平台的设计和综合电源装置的设计。通过对承载平台的结构、浮性、抗腐蚀性的深入研究，设计出了浮标式承载平台。综合电源装置主要包括太阳能独立光伏发电装置和小型水平轴风力发电装置，通过对系统的耗电情况分析，对太阳能光伏发电装置和风力发电装置的结构进行了设计并对容量进行了计算。
　　 本文设计的承载平台能够使传感器结点稳定的在海面上工作，综合电源装置能够实现对传感器结点的全天候不间断供电。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1课题背景及研究意义

1.2无线传感器网络的体系结构

1.2.1无线传感器网络的结构

1.2.2传感器网络结点的结构

1.3课题的总体构想

1.4本文的主要内容

2海上无人值守传感器承载平台的研究

2.1承载平台的结构设计

2.2承载平台的浮性研究

2.2.1承载平台在水中的漂浮条件

2.2.2承载平台的浮性研究

2.3承载平台的稳性及摇摆性研究

2.4承载平台的抗腐蚀性研究

2.4.1海洋腐蚀环境及承载平台腐蚀原理

2.4.2阴极保护防腐蚀研究

2.4.3涂层保护防腐蚀研究

2.4.4承载平台防腐蚀设计

2.5本章小结

3太阳能独立光伏发电装置的设计

3.1太阳能光伏发电概述

3.1.1太阳能光伏发电的原理

3.1.2太阳能电池的主要特性

3.1.3太阳能光伏发电系统的分类

3.2太阳能独立光伏发电装置的结构

3.2.1太阳能电池

3.2.2蓄电池

3.2.3控制器

3.3海上太阳能独立光伏发电装置设计

3.3.1海上太阳能辐射资源

3.3.2独立光伏发电装置设计

3.3.3独立光伏发电装置组件选取

3.4本章小结

4风力发电装置的设计

4.1风力发电原理

4.2小型独立风力发电系统组成结构

4.2.1风力机

4.2.2风力发电机

4.2.3电力变换装置

4.3风力发电的基础理论研究

4.3.1贝兹理论

4.3.2风轮总体参数相关理论

4.3.3叶素理论

4.4风力发电装置设计

4.4.1海上风场

4.4.2小型水平轴风力发电机设计

4.5本章小结

5其他海洋能发电装置探讨

5.1海洋能发电技术概况

5.1.1潮汐能发电技术

5.1.2海洋波浪能发电技术

5.1.3海洋潮流能发电技术

5.1.4海洋温差能发电技术

5.2海洋能发电装置探讨

5.2.1浮标式波浪能发电装置

5.2.2坝礁式波浪能发电装置

5.3本章小结

6结束语

致谢

参考文献