基于无线节点的太阳能充电分布式系统设计

作     者：胡义文 

作者单位：电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黎业飞;陈鹏

授予年度：2016年

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

主      题：无线 太阳能电池板 分布式系统 需求分析 系统设计 

摘      要：无线充电技术是一种在充电器和负载设备间通过电磁效应或者能量交换等方式实现无电线连接的新型充电方式。现有的无线充电装置电能发射端的电源大多来源于常规电源,这在一定程度上也限制了其使用范围和灵活性。本论文围绕于无线太阳能充电节点的分布式系统的相关问题展开,主要创新点与贡献如下:首先,在分析太阳能充电和无线充电原理和技术的基础上,分析了无线太阳能充电分布式系统的需求,对可能的各种设计工具和方法进行论证和比较,提出了基于SysML建模语言设计和分析无线太阳能充电节点、无线太阳能分布式系统的设计方案。完成充电节点的内部模块快和功能划分,无线太阳能分布式系统的模块及功能划分,使用SysML完成无线充电节点及分布式系统的用户例图和类图等,从而建立起了完整的基于太阳能充电节点的分布式系统需求模型,为无线充电节点设计及其分布式系统的开发提供基础。其次,设计和实现了无线太阳能充电节点。根据基于SysML的无线太阳能充电节点需求分析例图、参数图和时序图等信息,完成太阳能充电节点的硬件设计,具体而言包括了无线太阳能充电节点的总体电路设计、节点电池与电源的管理、节点AD转换与功率发射设计、节点接收装置设计等内容,完成无线充电节点的太阳能存储电路硬件设计和器件选型。再者,设计和实现了基于无线节点的太阳能充电分布式系统,根据基于SysML的分布式系统需求分析例图、块图和参数图等信息,完成了分布式系统的总体架构、硬件组成设计和实施方法,分布式系统软件管理用户界面,实现对太阳能充电节点的分布式管理。最后,设计提供出的无线太阳能节点和分布式系统能量传输方案,并经过设计、制作和调试完成了最初的设计目标。经过测试,本设计的无线传能效率达到了76%,所有功能均能实现。从测试的结果来看,完全达到了设计的要求,可以广泛的应用到实际生活中。设计开发及测试结果表明,基于无线节点的太阳能充电分布式系统研究符合现实需求,可扩展性好,可推广至社会实践。