能量自给的果园信息采集无线传感器网络节点设计

针对果园中所存在的无线通信障碍与电池更换困难问题,该文设计了一款适合果园信息采集的无线传感器网络(wirelesssensor network,WSN)节点。节点以MSP430F149为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,CN3058和HT6292智能充电芯片及其外围电路作为太阳能充电模块,电机驱动芯片ULN2003及水平、垂直电机作为太阳追踪模块,DHT22空气温湿度传感器和TDR-3土壤含水量传感器及其外围电路作为传感器模块,并以该硬件平台编写了通信协议、应用程序和时间同步算法。分析、测试了节点的功耗、通信距离以及太阳能充电时间,在空旷地带有效通信距离达到202m;主电路电池由3V充电至3.6V所需时间为580min,传感器电路电池由5.6V充电至7.2V所需时间为283min;在无太阳能充电且节点系统工作周期为30min情况下,主电路生命周期理论值为497d,传感器电路生命周期理论值为147d。组网试验结果表明:网络丢包率小于1.5%,能够满足果园信息采集以及能量自给的应用要求。

单组元发动机——能量自给机器人的新型动力源

供能问题是目前制约能量自给机器人广泛应用和进一步发展的关键技术之一。在对能量自给机器人常规储能动力装置进行比较分析的基础上,阐述了单组元推进剂及单组元发动机的基本概念、释能方式和工作特点,并推导出单组元燃料做功能力的基本特征参数。随后,根据能量自给机器人动作行为的不同,综述了国内外正在开展的不同类型单组元发动机的工作原理和研究现状。结合前期开展的单组元发动机和内燃式液压自由活塞发动机的研究工作,指出了单组元发动机的深入研究所需解决的关键技术问题,认为单组元发动机是解决能量自给机器人供能问题的一种值得深入研究的新型动力源。

能量自给型城市生活垃圾堆肥系统

城市生活垃圾已成为困扰中国大部分城市居民生存环境的一个严重问题。通常的垃圾处理方法有卫生填埋、堆肥和焚烧等。文章对现有的垃圾处理方法进行了介绍。通过对国内外垃圾成分、物化性质的比较，提出了适合中国国情的垃圾处理新思路──能量自给型城市生活垃圾堆肥系统。表３。

新型的垃圾资源化利用技术利用技术——能量自给型城市生活垃圾堆肥系统

城市生活垃圾已成为困扰中国大部分城市人民生存环境的一个严重问题。通常的垃圾处理方法有卫生填埋、堆肥和焚烧等,对这些处理方法进行了介绍。通过对国内外垃圾成分、物化性质的比较,提出了适合中国国情的垃圾处理新思路——能量自给型城市生活垃圾堆肥系统。

能量自给型风力发电机叶片监测节点设计

针对无线传感器网络节点在风力发电机叶片在线监测系统中应用存在的能量受限、布线困难等问题,设计一种将风机叶片旋转产生的动力势能转换为电能的能量自给型风力发电机叶片监测无线传感器网络节点,从而解决传统无线传感器网络节点在布署时存在的电源布线问题和电池供电产生的维护问题。

一种能量自给型温度监测模块设计

在工业生产运行中的许多重要设备,其运行时产生的热能和温度是体现其运行情况的重要指标,现在往往是通过专用的温度监测模块进行监测,而常用的温度监测模块需要安装电池或布置专线进行数据传输,因此有很大的使用限制。本文设计一种能量自给型温度监测模块。该模块采用无线传输技术,结合半导体温差发电技术,解决了模块供电的问题。该模块可以实现对温度数据进行实时监测,具有巨大的经济效益和社会效益。

基于能量自给的煤矿无线监测网络的研究与设计

针对煤矿井下矿用无线传感器的电池使用寿命有限、更换困难的问题,提出一种基于能量自给的煤矿无线监测网络的设计方案,将巷道中风流的风能转换为电能,以供矿用无线传感器使用。重点研究了低功耗技术和数据融合技术,降低矿用无线传感器平均功耗,即使巷道长时间风力较弱或无风,矿用无线传感器仍能正常工作一段时间。该网络组网灵活、安装快捷、维护方便,对煤矿安全监测网络及系统的应用起到重要作用。

能量自给型城市生活垃圾综合处理系统:打响城市垃圾“反击战”

和谐保障发展，环保关乎民生。如何有效解决城市生活垃圾污染问题，实现垃圾的科学处理和循环利用，从而真正实现“节约型社会”，成为我国民生科技发展的重大课题。

高水分垃圾能量自给型焚烧-堆肥系统的探讨

针对高水分垃圾能量自给型焚烧 -堆肥系统 ,对系统的能量分配和经济性做了分析 ,对影响系统经济性的因素进行了探讨。

高效压电能量回收系统的优化设计(英文)

提出了一种新型的压电能量回收器件,通过一个开关功率变换器的辅助,系统的能量转换效率可提高400%。该功率变换器原型为Buck-Boost变压器,本项研究通过低功耗的控制电路对其进行了优化。利用Pspice软件对整个系统电路进行了建模和仿真,仿真结果显示,优化后的能量回收器件输出功率提高了3.4倍。

城市污水处理技术:过去现在将来

随着污水处理技术的不断改进,城市污水处理厂正沿着耗能型-效能型-产能型的路径,以节能降耗和减排利用为目标,由单一功能的传统工艺向多功能强化处理工艺以及高效低耗工艺和能源资源利用工艺的方向发展,并作为社会、经济和环境发展三维大系统中的组成部分,日益重视研发能源自给型的城市污水处理技术系统,以提升处理水质,推进社会、环境和经济协调发展,并基于循环经济理念,将作为重要工具的生命周期评价(LCA)应用于城市污水处理技术的优化和污染防治。笔者沿着城市污水处理技术的过去、现在和将来的主要发展脉络,对不同阶段的核心和主要工艺技术的发展进行了较为全面的论述和分析,并提出了今后需要进一步研究的方向。

面向未来的太阳能住宅

在德国,仅住宅取暖就要耗费相当于2000万吨煤的能量。为了解决日益严重的能源危机,一些设计师打破常规,造成了一座座能量自给的新型住宅。弗劳恩霍夫太阳能研究所设计的太阳能住宅是一所最有趣、最先进的太阳能建筑。该建采用了北极熊仿生技术,北极熊能以浅色的皮毛御寒,用黑色的皮肤吸收热量。

可见光通信系统中硅光电池响应特性研究

提出了一种普通室内照明条件下光能量和光信号无线复用传输的可见光通信(VLC)方式。与传统的VLC不同,采用Si光电池阵列替代Si光电二极管(PIN)和雪崩二极管(APD)做VLC接收机探测器,在进行可见光数据通信的同时,接收的光能量转换为电能给锂电池充电。基于载流子输运模型分析了环境光照度与Si光电池阵列光电响应速度的关系,通过实验测试验证了普通室内照明条件下Si光电池的响应特性和输出电压特性。研究结果表明,随着光照度的增加,Si光电池阵列输出电压和响应速度均增加,当探测器距离LED光源1.8m、照度为380lx时,通过优化设计放大电路,探测器响应速度可达300kHz,输出电压可达2.8V,满足信号探测和升压型电池充电电路的要求。