低节点密度绿色无线传感网的研究-通信与信息系统专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 南京邮电大学学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过 的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 研究生签名： 日期： 南京邮电大学学位论文使用授权声明 本人授权南京邮电大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文 档；允许论文被查阅和借阅；可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索； 可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办理。 涉密学位论文在解密后适用本授权书。 研究生签名： 导师签名： 日期： 摘要 无线传感器网络的研究一直很热门，但是一些关键技术仍然在探索之中，其中传输距离 和供电问题较为突出。为此本文提出一种低节点密度的绿色无线传感器网络。“低节点密度”， 就是让无线传输距离更远，使得节点的分布间隔增大。“绿色”，就是降低节点功耗，采集环 境能量来供电。 本文主要设计工作包括：设计和制作采集环境能量的器件；设计和制作低功耗的无线传 感器网络节点。 首先从无线传感器节点能耗问题和环境能量采集技术两方面，分析利用环境能量供电的 可行性，在此基础上提出复合式采集环境能量为无线传感器网络供电。 然后详细阐述环境中热能、室内光能、振动能这三种形式能量的发电原理和特性，并进 行采集结构的设计。由于采集后的电压是不规则的，需要经过电源管理电路转换成适合节点 工作的电压。 最后，设计无线传感器节点，使得节点的功耗低、传输距离远，并测试和分析节点的性 能。本文不只停留在理论研究，还进行现场测试，使用设计的能量采集结构为无线传感器网 络节点供电。测试表明，采集环境中的热能、室内光能、振动能，完全可以驱动节点工作。 虽然当前环境能量采集技术还没有得到大规模商用，但是随着研究的深入和关键技术的 突破，能量采集技术会越来越多地用来为无线传感器网络供电，具有广阔的应用前景和市场。 关键词: 无线传感器网络，能量采集技术，低节点密度，绿色 I Abstract The research of wireless sensor network(WSN) has been very hot, though some key technologies are still in exploration, especially the problem of transmission distance and power supply. Thus, this paper puts forward a kind of WSN, which has a low nodes density and is green. “low nodes density” means to make the transmission distance farther, and enlarge the distribution interval of nodes. “green” means to reduce the power consumption of nodes, and harvest energy from the environment. In this paper, the main design work includes: design and fabricate energy harvesting devices; design and fabricate a low power consumption WSN. Firstly, analyzes the feasibility of using energy harvesting technology to supply energy for network nodes, from two aspects of WSN power consumption and energy harvesting technology. Based on the analysis, proposes a compound solution for the power supply of WSN. Secondly, describes power generation principles and characteristics