无线液位传感器节点的研究

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资料介绍

　　传感器是物联网的关键技术之一，在大规模的信息感知阵列中需要用到大量的传感器节点，由于使用线缆进行供电和传输信号的传感器在使用中存在诸多不便，于是对传感器提出了无线化的要求，同时由于无线传感器节点的电池容量有限，如何扩展其工作时长也成为需要解决的问题。本文借助于液位检测的工程应用，设计了通过ZigBee进行数据传送的传感器节点，并且运用能量收集技术，对太阳能、热能等环境能量进行收集利用实验，实现对传感器的电池充电以增加其工作时长的目的。本文内容主要集中于无线通信、能量收集研究和节点设计三个方面。

　　在无线通信技术方面，针对该应用的实际使用特点，对蓝牙、ZigBee、RF无线通信等短距离无线通信技术进行实验，获得了这几种传输方式的在通信距离、数据完整性等方面点对点的使用效果，确定了使用ZigBee进行数据传输的方案。

　　在能量收集方面，进行了太阳能、热能和射频能量收集的实验，获得了在实际使用条件下这些采集方法的性能表现。为了能够有效地利用转换来的电能，应用超低压升压方法，借助于凌利尔特的LCT3109升压集成电路，设计了电源管理系统电路，得到了低至30mV低输入情况下能够稳定工作的谐振升压电路，输出3.2V、4.2V等稳定的输出电压。该电路能够以小电流为锂电池充电，基本能够满足低使用频率的检测电路工作。最后，利用MSP430F149低功耗处理器、CC2520和电容式液位计，制作了传感器节点的模型电路，实现液位检测传感器的自行补充电能、无线发送数据功能。