[实用新型]一种基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置。

背景技术

无线传感器网络是一种发展迅速，应用前景广泛的网络技术。它能够运用于国防军事，环境监测，精细农业，智能家居，城市交通，医疗保健等重要领域。由于无线传感器网络节点数量多，分布广，且更换电池成本大或无法从电网获得电能等的特点，节点的能量获取和存储便成为制约节点寿命的主要因素。能量采集无线传感器网络能够将节点周围环境的微能量转化为电能，供给节点系统的能量消耗，是一种延长节点寿命的有效途径。目前使用较为广泛的能量采集技术是太阳能采集技术，主要的能量存储装置是可充电电池。

现有的太阳能采集无线传感器网络节点超级电容储能装置，存在以下两个方面的问题。在能量存储方面，使用可充电电池，如锂电池和铅蓄电池等，其本身充放电次数相对较少；在太阳能采集方面，MPPT(最大功率追踪)模块耗能较多，且自身算法存在一定的不足，如：追踪模块耗能较多和扰动耗时长等。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置。为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置，其特征在于：

包括太阳能电池板、电源控制器、超级电容、微处理器、光强传感器和DAC芯片；

太阳能电池板与电源控制器连接，电源控制器与超级电容、微处理器和DAC芯片连接，微处理器与DAC芯片和光强传感器连接。

优选的，所述太阳能电池板采用最大输出电压为6V的太阳能电池板。

优选的，所述电源控制器采用TI公司的BQ25504电源控制器。

优选的，所述微处理器具有多通道ADC模块、SPI和I²C串口通信模块、看门狗以及一个以上时钟源。

优选的，所述微处理器采用TI公司MSP430RF2274单片机。

优选的，所述超级电容采用的最大工作电压为6V。

优选的，所述DAC芯片采用TI公司的TLV5638DAC芯片。

优选的，所述光强传感器采用TAOS公司的TSL2561光强传感器，与所述的微处理器通过I²C接口串行同步通信。

优选的，所述电源控制器输出电压为3V。

优选的，所述微处理器和所述光强传感器的电源电压为所述电源控制器输出电压。

本实用新型提供的基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置优点在于使用可充电次数较高的超级电容，以此到达延长超级电容寿命的目的；同时设计相关的优化电路，加快超级电容的充电速度，即超级电容两端并联适当的电阻。使用电源控制器、微处理器、光强传感器、DAC芯片构成的MPPT模块，模块涉及的芯片自身功耗极低，并且将追踪算法与光强传感器相结合，实现了优化算法的目的。新的算法能耗低；使用单片机计算电压，精确度高；判别功率与电压关系对扰动提供参考，避免扰动方向错误，变步长扰动次数减少，缩短扰动时间。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1是本实用新型结构框图；

图2是本实用新型算法主要步骤流程图；

图3是本实用新型MPPT算法流程图；

图4、5是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此以本实用新型的示意性实施例及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例：

如图1所示，一种基于太阳能采集无线传感器网络节点的超级电容储能装置，包括太阳能电池板1、电源控制器2、微处理器4、光强传感器5、DAC芯片6和超级电容3。太阳能电池板1与电源控制器2连接，电源控制器2与超级电容3、微处理器4和DAC芯片6连接，微处理器4与DAC芯片6和光强传感器5连接。