無線傳感器網絡節點太陽能電源系統設計
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1．3 電源輸出模塊
MCU的工作電壓一般為2．7～3．3 V，傳感器工作電壓有3 V和5 V。由于MCU與傳感器所需電壓不一致，而且鋰電池的供電電壓為3．7～4．2 V，這就需要進行DC-DC裝換。本方案中選用凌特公司的LTC3537芯片。LTC3537具有集成輸出斷接功能和LD0的2．2 MHz、電流模式同步升壓型DC／DC轉換器。該器件的升壓型轉換器內部600 mA開關可從啟動時的0．68 V(工作時為0．5 V)至5 V輸入電壓范圍提供高達5．25 V的輸出電壓，非常適用于鋰離子／聚合物或單節／多節堿性／鎳氫金屬電池應用。LTC3537的應用原理圖如圖5所示。本文引用地址：http://cqxgywz.com/article/162090.htm
將LTC3537的MODE引腳置為低電平工作在PWM模式，ENBST和ENLDO置為高電平工作在正常狀態，亦可置為低電平使其截止。兩路輸出分別為3．3 V和5 V。
2 電源控制流程
根據太陽能電池和鋰電池的工作狀態，電源的控制流程如圖6所示。
3 實驗與分析
本設計節點及電源組裝如圖7所示，實驗中采用Micaz節點作為負載節點，將其工作周期設為2％，進行供電實驗。
在實驗中對太陽能電池板和鋰電池電壓進行監測，監測間隔為2 h，所得數據如圖8所示。實驗開始時間為正午12點，系統啟動時鋰電池為3．7 V，太陽能電池板達到最高輸出電壓5．1 V，此后鋰電池一直進行充電，直至達到飽和電壓4．2 V。進入下午隨著太陽光逐漸減弱，太陽能電池板的輸出電壓逐漸降低。黃昏后太陽能電池板基本無輸出并被截斷，此時節點進入低功耗模式僅靠鋰電池供電，這時采用低功耗方案減少能量消耗，鋰電池在黎明時電壓降至最低僅3．75V。此后隨著太陽光的逐漸增強，鋰電池又進入充電狀態，在正時午達到最大值，并按上述過程循環。
4 結語
本文提出并初步實現了一種利用太陽能供能的無線傳感器網絡節點電源系統。實驗結果表明本設計的電源系統由于具有補充能量的途徑，并結合能量管理、能量轉移技術提高了能量利用效率，從而有效地延長了節點的生存周期。本設計可以應用在戶外能被陽光照射的節點上，如精細農業中布置在田間的節點，環境監測中布置于野外的節點等。
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