0引言无线传感器网络(Wireless Sensor 无线传感器网络在军事侦察或环境监测或医疗护理或智能家居或工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。 无线传感器网络大部分是采用电池供电,...0 引 言 无线传感器网络(Wireless Sensor 无线传感器网络在军事侦察或环境监测或医疗护理或智能家居或工业生产控制以及商业等领域有着广阔的应用前景。 无线传感器网络大部分是采用电池供电,工作环境通常比较恶劣。而且数量大,更换电池非常困难,所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一。在网络节点有些模块不工作或者处于休眠状态时,就可以将其供电电路断开以节约用电,当有指令将其唤醒时,则接通其供电电路以保证系统的正常工作。这样便可有效节约电能,延长电池的供电时间和使用寿命,同时也保证了整个网络系统的工作质量,延长了使用寿命。 1 系统稳压器模块硬件设计 本系统稳压器模块主要对稳压器检测或稳压器开关智能控制以及稳压器转换进行了设计。电路系统硬件构成框图如图1所示。 本稳压器系统各部分主要实现的功能如下:供电稳压器由2块12 V的铅酸蓄电池串联而成,为系统提供24 V的直流电压;电池检测模块主要是通过对供电稳压器的输出电压进行取样,以获取蓄电池的电量消耗信息,实时对电池充电以保证整个系统正常稳定的工作;稳压器各路开关控制模块主要是根据系统负载的工作状态,通过开关控制决定是否为该负载供电,以此来降低待机功耗,延长电池的使用时间;稳压器变换模块主要用模块DC-DC转换器作为构建单元实现稳压器电压的转换为负载提供合适的电压。 1.1 电池检测模块电路设计 电池检测模块通过对供电稳压器输出电压取样来判断蓄电池的电量是否充足。在此将稳压器输出电压划分为:25 V以上为电池电量满状态或24.2~25 V为电池电量充足状态或23.5~24.2 V为电池正常工作状态或22.8~23.5 V为电池电量不足但尚能工作状态或22.8 V以下为电池不能正常工作状态5个状态,通过状态读取来判断电池能否正常为整个系统供电,决定是否为电池充电,以保证整个系统的正常运行。该模块电路结构如图2所示。 该模块电路主要由低压差线性调压器(LMlll7)或(R1,R2,R3,R4,R5)或取样电阻的电压比较器(LMl39)或逆变器(74HC04)和(74HCl48)编码器。低压差线性稳压器lmlll7提供3.3 V参考电压,与采样电阻采样输入电压比较器lml39电压进行比较,比较器输出电压水平,通过反相器74HC04输入编码的74hcl48编码器,通过编码器输出的二进制代码反映电池的信息。电池电压采样电阻网络是通过采样电阻输出电压的电池组合分压采样,电池电压,对应的端点的电阻值:22.8 V至23.5 V [对应相应的R2、R3工业电器网-中国工业电器网] r4 V R5,对应24.2,对应25、当电池电压输出值等于设定每个电阻值,电阻采样电压为3.3 V;当电池输出的电压值大于设定每个电阻值,电阻采样电压大于3.3 V;当电池输出值电压低于设定V国家电阻值时,取样电阻的端电压小于3.3 V的采样电阻R1 R2 R3,R4,R5,和值可以由以下方程:解:编码器74hcl48活性低,因此在lml39比较器然后反相器74HC04编码器的输入/(真值表)二进制代码在表1中所示的电池输出电压。1.2稳压器开关控制模块电路设计的稳压器系统各支路的开关控制主要由场效应晶体管开关电路实现。电路结构实现的功能如图3所示。FET选择增强P沟道场效应管和增强型N沟道场效应管irf9640 2222L。场效应晶体管irf9640作为开关管控制电路的开和关,而场效应晶体管2222L作为控制电路。为了控制开启和切换控制管场效应管irf9640关闭。当输入的控制信号输入高,开关电路接通;当控制信号输入的输入低时,断开开关电路。测试结果:当控制信号电压从0 V到1.8 V时,逐渐增加的开关接通;当电压从高水平(如3.3 V)逐渐下降到1.8 V时,开关。该开关电路的性能如图4所示。1.3稳压器转换模块电路的设计,稳压器转换电路芯片主要用于金升阳DC/DC模块稳压器与三端稳压稳压器78系列。产品特点:直流/直流稳压器模块(2:1~4:1)宽输入电压,效率高达85%,高低温性能好,能满足工业生产技术工作温度的要求:40 ~ + 85度,隔离电压1500伏直流电,双输出,金属屏蔽包装,国际标准销,MTBF > 1 000000小时。为了保证满负荷的情况下仍能很好地保持在最佳工作状态,额外的电容,以进一步减少输入/输出纹波,cout输出电容电容增加或串联电容器的等效阻抗值的选择,但电容值不能太大。DC的DC/DC模块稳压器vra2412d输入/输出电容分别与100μF的电容,wra2405cs输入和输出电容分别为22 F和100μF的电容;78系列三端稳压稳压器电路根据典型应用的输入和输出电容分别与电容器o.33 F,0.1 F 2介绍无线传感器网络的基本概念,分析了无线传感器网络的功率模块的重要性可以整个系统安全可靠,详细介绍了无线传感器网络供电系统的实施过程和电路结构和功能模块,并通过实验证明其性能符合要求规定的性能要求。