用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的磁共振式無(wú)線能量傳輸系統(tǒng).pdf

1、21世紀(jì)是信息、通信技術(shù)飛速發(fā)展的時(shí)代。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（ireless Sensor Networks, WSNs）為一種新興的信息獲取技術(shù)，以其大規(guī)模、免布線、組網(wǎng)靈活等特點(diǎn)，在國(guó)防科技、環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景和潛力，已經(jīng)成為目前IT領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)之一。在眾多影響無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命的因素中，傳感器節(jié)點(diǎn)能量供應(yīng)是制約該技術(shù)發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)能量的無(wú)線傳輸，是延長(zhǎng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)壽命的根本辦法之一。
　　為解決

2、上述問(wèn)題，本文采用磁共振式無(wú)線能量傳輸技術(shù)，以傳輸效率最大化和接收端尺寸最小化為原則，研究并設(shè)計(jì)了一個(gè)能量傳輸系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)為多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)同時(shí)供電。
　　本文首先分析了磁共振式無(wú)線能量傳輸機(jī)理，從電路理論角度出發(fā)，建立了其等效電路模型，分析了影響能量傳輸效率的關(guān)鍵因素，提出了傳統(tǒng)的兩諧振體系統(tǒng)的不足。為了解決兩諧振體系統(tǒng)的缺陷，本文提出了四諧振體系統(tǒng)及其改進(jìn)的電路結(jié)構(gòu)，得出了傳輸效率表達(dá)式，并在此基礎(chǔ)上，根據(jù)能量傳輸性能指標(biāo)，優(yōu)化設(shè)

3、計(jì)了用于能量傳輸?shù)乃膫€(gè)線圈，在保證能量傳輸距離和功率的基礎(chǔ)上，大大地減小了接收端的尺寸，面積僅為30.25cm2。
　　采用上述優(yōu)化的四個(gè)線圈，完成了磁共振無(wú)線能量傳輸系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的搭建，研究了該系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性、負(fù)載變化特性、方位傳輸特性（包括軸向距離、徑向偏移及角度傳輸特性），并研究了多個(gè)接收端同時(shí)工作時(shí)的系統(tǒng)，得出了接收端之間互不干擾的基本條件。實(shí)驗(yàn)證明，多接收端系統(tǒng)比單個(gè)接收端系統(tǒng)能量傳輸功率更大，效率更高，更具有實(shí)用性