海洋浮標是海洋研究中重要的水文氣象數(shù)據(jù)收集設備,由于海洋浮標遠離陸地工作,一直以來浮標存在能量難以續(xù)航的困難。如何及時補充海洋浮標能量,減少不必要的能量消耗,延長海洋浮標設備的有效工作時間成為亟待解決的問題�；诖苏n題研究設計出一套面向海洋浮標的電源智能管理系統(tǒng)。論文首先調研了當前各領域嵌入式系統(tǒng)的電源管理方案和策略,然后對海洋浮標的工作特點和功能需求進行了分析,在此基礎上從硬件低功耗和軟件策略兩個方面針對海洋浮標提出一套電源管理系統(tǒng)的總體方案。系統(tǒng)以MSP430F169超低功耗、多工作模式的單片機為主控芯片,采用具有毫瓦級功率采集和管理功能的bq25504芯片進行太陽能和波浪震動能量收集,儲存到鋰電池中,利用MAX17049芯片進行鋰電池電量檢測,通過低功耗電壓轉換芯片MP4350和G0507S實現(xiàn)電壓轉換,同時利用MOS管進行負載開關的控制。在硬件低功耗設計的基礎上,論文中提出了包括操作系統(tǒng)和負載動態(tài)電源管理方案,操作系統(tǒng)在多工作模式轉換,負載根據(jù)電池剩余電量和功能需求,在考慮功耗和單個負載權重因子之后,篩選出符合當前電量和功能需求的工作模式。系統(tǒng)完成了能量收集貯存、單片機控制、電... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內外發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 電源管理研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題主要研究內容
第2章 系統(tǒng)總體方案設計
    2.1 系統(tǒng)的總體要求
        2.1.1 海洋浮標設備的功能需求分析
        2.1.2 電源管理的特點和硬件平臺的選擇
    2.2 系統(tǒng)的硬件設計方案
        2.2.1 能量收集貯存模塊
        2.2.2 單片機控制模塊
        2.2.3 電壓轉換模塊
        2.2.4 負載管理模塊
        2.2.5 電量檢測模塊
    2.3 電源管理策略
        2.3.1 硬件低功耗電源管理策略
        2.3.2 軟件低功耗電源管理策略
    2.4 小結
第3章 系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)
    3.1 總體硬件方案
    3.2 能量收集貯存模塊硬件設計與實現(xiàn)
    3.3 電源管理控制模塊硬件設計與實現(xiàn)
        3.3.1 單片機控制模塊
        3.3.2 電壓轉換模塊
        3.3.3 負載管理模塊
        3.3.4 電量檢測模塊
    3.4 系統(tǒng)樣機設計與實現(xiàn)
    3.5 本章小結
第4章 系統(tǒng)的電源管理策略與軟件仿真
    4.1 電源管理策略總體方案
    4.2 電源管理策略
        4.2.1 系統(tǒng)電源管理策略方案
        4.2.2 負載電源管理策略方案
    4.3 電源管理策略軟件仿真
    4.4 本章小結
第5章 系統(tǒng)功能測試和分析
    5.1 硬件功能測試
        5.1.1 能量收集貯存功能測試
        5.1.2 核心控制板功能測試
        5.1.3 電量檢測模塊測試
        5.1.4 電壓轉換模塊功能測試
    5.2 電源管理策略結果分析
        5.2.1 從功耗角度分析電源管理策略
        5.2.2 從負載權重因子的角度分析電源管理策略
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3663402