基于无线图像传感器的太阳能系统设计和实现

【目的】电源决定着无线传感器节点的生命周期,本研究通过软硬件一体化设计最大限度地延长节点寿命。【方法】针对自主研发的无线图像传感器节点,根据公式估算节点总功耗,计算铅酸蓄电池容量,根据电池容量设计太阳能电池板,最后根据太阳能电池板和电池参数,设计太阳能充放电智能控制器。【结果】节点选用阀控式密封高能铅酸蓄电池的容量为10 Ah,额定电压为12 V;选用功率为10 W、输出电压17 V、输出电流0.5 A、尺寸为540mm×350 mm的单晶硅太阳能电池板。【结论】太阳能供电系统运行在该无线图像传感器节点中,能够稳定、可靠、长期工作。     

基于物联网的果园实蝇监测系统的设计与实现

为大范围和准确监测果园实蝇的发生,设计了基于物联网的果园实蝇监测系统。该系统由智能捕虫器、监测终端、远程终端及移动终端组成,安装在果园的多个智能捕虫器和监测终端构成星形短程无线通信网,监测终端将收集的实蝇信息通过GSM/GPRS服务发送至远程终端及移动终端。智能捕虫器包括太阳能电池板、支架、捕虫器壳体及安装于壳体内部的光电检测电路、微处理器、短程无线通信模块、锂电池充电电路等功能电路,采用成本较低且稳定性较高的红外光电对管检测进入捕虫器的果园实蝇;监测终端包括微处理器、短程无线通信模块和GSM/GPRS模块。基于μC/OS–II实时操作系统设计了智能捕虫器和监测终端的应用软件。系统验证试验结果表明,智能捕虫器平均工作电流为97 m A,监测终端在GSM/GPRS模块休眠和工作时的电流分别为60 m A和328 m A,2种设备的工作电流消耗均低于各自电池的供电能力,实蝇监测准确率可达94.23%。     

基于物联网的果园实蝇监测系统的设计与实现

为大范围和准确监测果园实蝇的发生,设计了基于物联网的果园实蝇监测系统。该系统由智能捕虫器、监测终端、远程终端及移动终端组成,安装在果园的多个智能捕虫器和监测终端构成星形短程无线通信网,监测终端将收集的实蝇信息通过GSM/GPRS服务发送至远程终端及移动终端。智能捕虫器包括太阳能电池板、支架、捕虫器壳体及安装于壳体内部的光电检测电路、微处理器、短程无线通信模块、锂电池充电电路等功能电路,采用成本较低且稳定性较高的红外光电对管检测进入捕虫器的果园实蝇;监测终端包括微处理器、短程无线通信模块和GSM/GPRS模块。基于μC/OS–II实时操作系统设计了智能捕虫器和监测终端的应用软件。系统验证试验结果表明,智能捕虫器平均工作电流为97 m A,监测终端在GSM/GPRS模块休眠和工作时的电流分别为60 m A和328 m A,2种设备的工作电流消耗均低于各自电池的供电能力,实蝇监测准确率可达94.23%。     

手机电池复新技术

复新法也叫大电流激活法,对镍氢电池效果最明显,首先找一台电压为0伏～30伏,电流为3A的可调节稳压源,将手机电池的正负极与稳压电源的正负极连接好,将电压电流表放到电流档,调节电压旋钮,此时电流表的指示增大,调到大于2A时保持2～3秒,然后将电流减少至1安培(此时电流表的电流指示会上下波动,必须随时调节电流至1安培),等到电流指示稳定后,再充电5分钟即可取下电池,然后将电池放到手机充电器上进行标准充电,充电后的手机电池电量即可恢复正常.     

基于太阳能光伏技术的农田智能化灌溉系统

通过将太阳能光伏技术应用于农田智能化灌溉系统,设计系统的太阳能供电电源功能模块、太阳能智能化控制灌溉模块及其子功能模块,研究应用太阳光照自动跟踪原理、最大输出功率点跟踪原理、模糊控制原理等相关理论,实现太阳能光照强度最大、太阳能供电电源输出功率最大、不同负载等级的稳定电流输出、模糊控制自动灌溉、电能转换为水势能存储等应用功能,利用太阳能光伏技术实现智能化精准灌溉。设计比较试验表明,与普通的太阳能电池板相比,具备太阳光照自动跟踪设备、最大输出功率点跟踪设备的太阳能电池板总输出功率效率明显提高,负载的水泵抽水效率高,且功率输出稳定、持续时间长。     

基于S3C44B0X的太阳能水泵供水控制系统

为提高太阳能光伏水泵的供水量和光伏电池的利用效率.设计了一种基于S3C44BOX的太阳能水泵供水控制系统.该系统由1块多晶硅太阳能电池板,1个光频率传感器,2个功率不同的直流隔膜泵构成.该系统控制方式有2个水泵分别单独工作和2个水泵并联工作.控制系统可根据太阳辐射强度选择工作方式,充分利用太阳辐射能量,实现高效供水.试验结果表明,太阳能水泵供水控制系统运行可靠;太阳能水泵供水效率可提高45.3％以上.     

基于WSN的温室环境信息远程监测系统

针对当前温室环境监测中存在的信号遮挡物多、监测范围大、管理不便等问题,设计一种基于无线传感器网络的温室环境信息远程监测系统。无线传感器网络采用433MHz射频进行信息传输,无线传感器节点和汇聚节点分别采用MSP430F149和LPC2478作为微控制器,实现温室环境信息的实时采集、信息汇聚和数据融合。系统采用星型网络拓扑结构,通过定时休眠、传感器掉电控制等方法来减少能量消耗,并通过基于CSMA/CA算法的无线传输协议,避免了节点间信息传输冲突,保证了传输成功率。无线传感器节点通信性能测试结果表明:使用10dBm射频功率时,距地表1.5m节点的有效通信距离为192m;在无太阳能充电且节点工作周期为30min18s的情况下,无线传感器节点生命周期理论值为98d。温室环境信息远程监测应用结果表明,该系统具有低功耗、高稳定性等优点,节点平均丢包率仅为1.1%。     

农用光伏灌溉发电系统的设计

为了提高农用灌溉的效率,提高能源的利用率,系统针对我国缺水地区农作物灌溉困难而研发的,研究采用AVR单片机为系统主机,利用太阳能电池板将太阳能转变为电能对太阳能蓄电池进行充电,再将蓄电池内的低压直流电通过逆变和变频转换成交流高压电输出,驱动水泵进行灌溉,结果表明了利用太阳能为灌溉系统提供动力源,运用于农业灌溉,节水、节能,能切实解决农业水利、荒漠治理的能源动力问题。     

高效率双向DC-DC电源模块设计

使用STC12C5A60S2高速单片机为控制器,控制由TPS54340和LM3478芯片组成的降压和升压模块组,实现了一种高效率双向DC-DC变换供电系统。系统实现了UPS电源的功能,采用PID算法实现对电池的恒流充电,充电效率高达91%以上,采用恒压模式对电池进行放电(对负载恒压供电),效率高达93%以上。系统同时设计了过充保护功能以及自动切换充放电功能,可实现对输入电压、输出电压和电流的自动监测,可以直接挂接于无人值守的小型太阳能和风能智能监控、照明、信号灯控制等清洁能源应用系统。     

追太阳——太阳能电池板自动转动器

仿照向日葵的特点,利用光敏电阻、电压比较器、电机等器件,我们制作了一个太阳能电池板自动转动器(见图1),它主要用于家庭小型太阳能充电系统中,可使太阳能电池板始终跟随太阳转动。一、工作原理光线变暗,光敏电阻阻值增大,分得电压增高,电机正动,让它跟上太阳;若光线变强,电阻变小,分得电压降低,电机反向转动,继续跟着太阳。二、机械部分设计原理机械部分通过双电机控制,两个电机的转动轴垂直,这样在东、西、南、北四个方向控制电池板朝向太图1