太阳能供电的无线传感系统的设计

太阳能供电不仅解决了野外长时间无人监护的网络节点的供电问题，还具有供电持久，节能环保的优点，具有良好的应用前景。本文设计了一种高效的太阳能供电电源，用来给无线节点供电，以保证该系统能够长时间工作，而不需要更换电池。经过整机测试，该电源成功运用在由Atmega16A,nRF905和SHT11组成的无线传感系统中，经测试，系统能够正常可靠工作。

1.系统硬件电路设计

本文中太阳能供电的无线传感系统：由电源部分、传感器部分、无线收发部分、处理器部分构成。电源部分为整个系统供电;传感器部分用来测量温湿度;收发部分用来进行无线数据的收发;处理器部分用来控制传感器部分，收发部分，以及对数据进行处理。接受部分把接收到的数据传给PC机终端。系统电路的结构框图如图1所示。

2.无线收发模块nRF905

nRF905是挪威Nordic公司的产品。该芯片采用1.9~3.6V供电，具有433/868/915MHz三波段载波频率。具有特有的ShockBurst信号发射模式和发射信号载波监测功能，可有效避免数据冲突，能够很容易地通过SPI接口进行编程配置。电流消耗很低，在发射功率为-10dBm时，发射电流为11mA,接收电流为12.5mA,nRF905特别突出的优点是：该模块电路设计简单，需要的外围器件少，不工作时可以进入休眠状态，功耗很低。

3.温湿度传感器SHT11

SHT11是瑞士Sensirion公司生产的具有I2C总线接口的单片全校准数字式相对湿度和温度传感器。测温范围：-40~123℃，精度为0.5℃，测湿范围：0~100%RH,精度为3%RH;电流消耗极低，测量时为550μA,平均为28μA.在测量结束后，SHT11会自动转入休眠模式，以便节能，非常适合低功耗的场合。

4.供电部分设计

4.1 太阳能电池板的选择

太阳能电池板主要分为单晶硅和双晶硅两种，单晶硅太阳板的转换效率比较高，但是加工工艺要求高，价格也高，多晶硅太阳能电池的转化效率低，成本较低，出于成本考虑，选择多晶硅的太阳能电池板。由于选用的电源管理芯片BQ25504的输入功率范围在0~300mW之间，输入电压在0~5.5V,所以可以选用300mW,输出电压为2V,短路电流为150mA,尺寸为6cm×6cm的多晶硅太阳能电池板。

4.2 锂电池的选择