面向可持續(xù)傳感器網(wǎng)絡(luò)的太陽(yáng)能傳感器節(jié)點(diǎn)的研究.pdf

1、微處理器技術(shù)，傳感器技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的高速發(fā)展推動(dòng)了由具有感知，計(jì)算和通信等功能的小型電子設(shè)備組成的現(xiàn)代無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和發(fā)展。當(dāng)前，這種技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)控，軍事監(jiān)視，科學(xué)研究，醫(yī)療保健等。對(duì)于一些需要長(zhǎng)期部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，能量成為了主要的瓶頸。傳感器節(jié)點(diǎn)的能耗從休眠時(shí)候的幾微瓦到工作時(shí)候的幾亳瓦，甚至幾瓦不等，因此在100％占空比下，對(duì)于傳統(tǒng)的由電池供電的傳感器節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō)，也許只能持續(xù)工作幾天。為達(dá)到傳感器網(wǎng)絡(luò)的

2、可持續(xù)性，研究表明能量采集是一種可行的并且非常有前景的方法。
　　 與普通的由電池供電的傳感器節(jié)點(diǎn)需要考慮能量使用的極限不同，使用環(huán)境能量的傳感器節(jié)點(diǎn)更加關(guān)注與以什么樣的速率來(lái)使用能量。此外，太陽(yáng)能作為一種豐富的并且成熟的環(huán)境能源，對(duì)于時(shí)間和空間的變化有著不確定性和不可控制性。最近的熱點(diǎn)主要集中在保持傳感器網(wǎng)絡(luò)可持續(xù)性的痛斥最大化利用環(huán)境能量。與以前的研究不同，我們認(rèn)為在傳感器系統(tǒng)中，能量的使用應(yīng)該和能量的采集保持平衡，對(duì)于高效

3、的，能夠長(zhǎng)時(shí)間工作的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，最主要的是使傳感器系統(tǒng)能夠適應(yīng)變化的環(huán)境和能夠獲得的資源，并且能夠盡可能多的采集數(shù)據(jù)。
　　 在本論文中，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)高效的并且有較高魯棒性的太陽(yáng)能傳感器系統(tǒng)，叫做SolarMote。同時(shí)我們簡(jiǎn)單分析了能量采集理論，提出了一種衡量系統(tǒng)工作的指標(biāo)-能量中性操作，它要求傳感器節(jié)點(diǎn)所消耗的能量必須小于采集到的能量。此外，我們使用能量管理理論來(lái)分析能量采集和使用的關(guān)系，并且使用一種實(shí)用的能量預(yù)測(cè)方法和占空