水中爆炸测试系统无线传感器网络电源系统研究

摘要

无人值守的无线传感器网络基站主要用于特殊环境的信息测试工作，网络基站的工作寿命主要受限于电池的寿命，例如，在海洋或者沙漠中，更换基站电池甚至比更换整个基站的成本都高，所以对网络基站电源系统的设计研究，对于整个系统的节能降耗、延长系统寿命、保证系统的正常持续工作等方面具有重要的意义。本文以水中爆炸效能参数测试技术为研究背景，以无线传感器网络基站电源系统为研究对象，针对水中爆炸测试系统无线传感器网络基站的用电需求及工作特点，以及在恶劣的工作环境中测试系统的工作时间受电池寿命限制的问题，重点对测试系统中无线传感器网络电源系统的电源管理、电磁兼容性、电池检测控制以及太阳能的开发利用进行了研究。 本文首先根据电磁兼容的标准和设计规则，阐述了开关电源电磁兼容的设计原理。然后，针对测试系统各模块的用电需求，利用现代电源变换技术和控制技术，制定了合适的供电策略和控制方法，构建了系统电源模块的整体框架，实现了多路电源电压变换、对电源各路开关的智能控制、对电池电量实时检测监控。最后通过整个系统联调试验证明所设计的电源模块硬件电路各项功能均达到了设计要求。同时，鉴于系统工作环境的特殊性和研究利用新能源实现可持续供电的必要性，便以太阳能光伏发电理论为基础，进一步对太阳能在系统网络基站能量供应中充分利用的可行性进行了研究探讨。

目录

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第一章绪论

1.1电源技术概述

1.1.1电源技术现状

1.1.2电源技术的发展趋势

1.2太阳能与太阳能光伏发电

1.3无线传感器网络概述

1.3.1无线传感器网络概念及现状

1.3.2无线传感器网络特征

1.3.3无线传感器网络应用及发展前景

1.4课题研究的相关背景

1.5论文的组织结构

第二章电源系统电磁兼容设计原理

2.1电磁兼容(EMC)和电磁干扰(EMI)概述

2.1.1电磁兼容性的定义

2.1.2电磁干扰的定义

2.2开关电源的电磁兼容性设计规则

2.3开关电源的电磁干扰分析

2.4开关电源的EMC设计

2.5本章小结

第三章无线传感器网络电源系统设计

3.1无线传感器网络的体系结构

3.2系统电源模块整体框架设计

3.3无线传感器网络电源系统设计

3.3.1系统网络节点的能耗分析

3.3.2系统的电源电压设计

3.3.3电源管理的软硬件设计

3.3.4电源各路开关控制模块电路设计

3.4电源系统的电池电量检测模块电路设计

3.5本章小结

第四章无线传感器网络太阳能光伏供电系统设计研究

4.1太阳能光伏发电国内外研究现状和发展前景

4.1.1国外太阳能光伏发电现状与发展趋势

4.1.2我国太阳能光伏发电现状与发展趋势

4.1.3太阳能光伏发电系统简介

4.2太阳能独立光伏发电系统基本组成和特性

4.3传感器网络太阳能发电系统设计研究

4.3.1太阳能独立光伏发电系统构成

4.3.2系统内储能模块研究

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1工作总结

5.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果

致谢