王 兵，王 博，何豪杰，龙泉宇，尹 鹏

(西北农林科技大学 水利与建筑工程学院，陕西 咸阳 712100)

0 引言

近年来，随着科学技术的快速发展，以及IT行业的蓬勃兴起，无线传感器得到了广泛应用。在一些特殊环境中，如高辐射、高温、高空和高寒地区，不方便人类直接进行监测，可以通过安装无线传感器完成监测和实时传输[1-2]。此类无线传感器大多需要工作数年甚至数十年之久，普通的电源难以维持其长期工作，所以设计出适应性强、能量利用效率高的独立电源系统将会极大地扩大无线传感器的应用范围。

孙晓东等[3]在研究自主发电系统时采用一种悬臂梁与附加质量块插入式连接的压电振动能量收集器结构，分析了无线温度信号的监测和发送过程以及供电电压在时间历程上的区别；周艳丽等[4]对于太阳能电池板追踪系统的研究，提高了太阳能利用效率；孙威等[5]对于热冷端独立的温差发电系统的研究，提供了一种新型的半导体温差发电系统结构和方法；王彩锋等[6]提出对于不同能量形式的综合利用，缩短了电池充电时间，增强了对不同环境的适应性。

本文采用BQ25504、LTC3588、LTC3109几种芯片对能源进行收集，实现对能量的有效利用。储能方面，采用锂离子电容器加钛酸锂电池的两级储能方式，锂离子电容器作为主要功能电源，锂电池作为备用电源，可在能源极其匮乏的情况下持续供电，也扩大了电气设备使用的温度范围。

1 总体结构

由于自然环境中的各种能量受天气、季节影响较大，仅采用一种能量收集方式难以维持无线传感器长期稳定地工作[7]。……