无线传感器节点的多种能量收集利用

摘要

由于许多无线传感器需要长期持续供电,而更换电源的方法不切实际,所以能够让传感器收集环境中的能量,实现自主供电将大大地有利于传感器的持续使用.目前,自主供电方式大多仅是收集环境中的一种能量,但由于环境状况复杂多变,难以实现对单一能量的稳定获取.针对这一问题,设计了一种能够因地制宜地选择收集光能、温差能和风能中的一种或多种能量的独立供电系统.通过对收集装置的结构改造(采用LEC材料、弧形压电转换器、热冷端独立的温差能量收集),以及BQ25504、LTC3588、LTC3109三种能量收集芯片的使用极大地提高了环境能量的利用率.储能部分采取锂离子电容器加钛酸锂电池的双极储能原理,既延长了电源系统的使用寿命,又扩大了使用的温度范围,使电气设备得到长期稳定供电.即使在环境能量较为恶劣时,仍可供电长达半个多月,增强了无线传感器对环境的适应能力,为无线传感器以及相关电气设备的电源设计提供参考.