结构监测的无线加速度传感器设计与制作

提出了一种用于土木工程结构监测的无线加速度传感器的模块化设计方法,并研制开发了一种无线加速度传感器.首先,详细地阐述了组成无线传感器的各单元的测试原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,给出了节点的软件设计流程;最后,对节点进行了测试.研究结果表明:该无线加速度传感器具有良好的精度;而且还具有自校准、集数字模拟信号采集于一体、稳定等特点,适合在土木工程结构监测中应用.     

基于LoRa无线技术的动车轴温无线监测系统设计

针对机车机械师和列车安检员不能够及时发现列车热轴现象问题,本文设计了基于LoRa无线技术的动车组列车轴温监测系统,该系统由采集节点和手持监测终端两部分组成.采集节点能够实时通过温度传感器采集列车轴温的温度,一旦温度过度不正常,即通过基于LoRa无线技术的无线模块发送到手持终端,发出告警信号.此外采集节点还具有自检、低电量提醒等功能.手持终端能够实时接收并显示采集节点发送的轴温信息,并能够将轴温信息写入SD卡进行存储,为研究人员后续的研究提供准确可靠的实验数据.该系统经过大量测试,能够满足列车监测需要.     

基于Zigbee的人体心电信号无线监测系统的设计

提出了一种基于Zigbee技术的人体心电信号无线监测系统设计方案;采用Zigbee技术和STM32W108ARM芯片设计了系统采集节点和汇聚节点的硬件电路,采用C语言编写了其软件,实现人体心电信号的采集和无线传输;利用Labview软件设计人体心电监测界面,实现了利用PC机对采集到的心电信号进行实时监测;实验表明,该监测系统通信质量良好,能够实现心电信号的采集、波形显示,以及心率值和心电频谱的分析,在家庭医疗领域具有较高的应用价值。     

基于多接口无线传感节点的油罐车监测系统

为了实现对油罐车罐体、危险品和环境等状态的实时监测,采用无线传感网络技术,构建了油罐车多参数监测系统.本系统以超低功耗的ATmega1281微控制器和AT86RF230射频模块为核心,设计了一种多接口无线传感节点;结合节点在油罐车上的部署方式,提出一种基于静态分簇的路由算法;采用TinyOS操作系统和NesC语言完成节点的软件设计.实验结果表明,该系统能够满足油罐车多种状态的实时采集与监测需求,具有监测范围广、布设方便、可靠性高和功耗低等特点.     

基于ZigBee技术的葡萄园无线监测节点的研究与设计

针对解决葡萄园环境参数的无线监测问题,论文提出了一套无线实时监测葡萄园生态环境的方案,设计了一种能够实时采集、传输葡萄园环境参数采集系统.该系统基于无线传感器网络技术,采用CC2530芯片为基础设计,传感器节点上接有空气温湿度传感器、土壤温湿度传感器以及二氧化碳浓度传感器,通过这些传感器采集葡萄园环境参数.传感器节点将采集的环境参数经无线方式传给采集节点,采集节点通过串口将数据传输到PC机的数据库中,实现了葡萄园环境参数的无线实时监测.测试证明,该系统具有功耗低、传输实时数据、可靠性高等优点,能够地满足葡萄园环境参数监测的应用要求.     

基于LEACH协议的人体生理参数无线监测网络的实现

无线人体生理参数监测技术可以实时监测运动状态下的人体机能信息,并可完成对运动危险实时分析及实时预防等功能,在运动医学中具有重要意义,为此设计了基于LEACH协议的无线人体生理参数监测网络系统.首先介绍了LEACH路由算法的基本思想,设计了心电采集节点和血氧采集节点的硬件电路,叙述了基于NRF24L01的无线监测网络的实现,并对各模块和整个系统进行了联机调试,最后还进行了无线心率检测和血氧饱和度组网测试.     

无线传感网络温湿度采集系统的设计及实现

一直以来,低功耗以及远距离传输是无线传感器网络多点测量的两大不足,成为阻碍其进一步普及的瓶颈;利用无线传感网络分布式多点测量的特点,设计了基于IRIS节点无线传感网络的温湿度采集系统,介绍了系统整体框架和软件体系的设计及实现过程,并进行了温湿度采集实验;实验结果表明,节点可通过无线通信方式形成一个多跳的自组织网络系统,网络具有自愈功能,节点能够精确地采集和处理温湿度数据,节点间可以成功地进行通信,具有低功耗和远距离传输的优点.     

嵌入式公路健康监测传感器系统设计

针对公路健康监测系统监测参数多、监测范围广、实时性要求高及有线监测布线困难且易损坏等特点,设计了一种无线传输的嵌入式公路健康监测系统.该系统采用三层式结构设计,由数据采集节点、中继节点及监测中心组成;利用多传感器集成技术、单片机智能控制技术及组态王控制系统开发技术等进行软硬件构建,通过无线射频技术和数据传输装置(DTU)模块进行层间通信,最终实现对路基内部温度、湿度、压力、应变及加速度信息的实时采集与处理.初步实验结果表明:系统在4km范围内工作稳定可靠,可以满足中远距离公路监测传输需要.     

无线视觉传感器网络的节点设计

无线视觉传感器网络将监测的环境信息拓展到视觉层面,实现更精细化的监测,引发国内外研究人员的诸多关注.针对无线视觉传感器网络的特殊性,以高性能嵌入式处理器为核心设计了无线视觉传感器节点硬件,包括微处理器模块、无线收发模块、视觉信息采集模块、电源管理模块等;软件程序支持采集环境视频并进行压缩处理,获取节点间距离和节点剩余电量参数,支持自组建Ad-hoc网络进行节点间无线通信、视频传输和节点参数交换等.实验验证表明,所设计的无线视觉传感器节点运行正常,节点间距离测算以及剩余电量获取满足传感器网络应用需求.     

一种无线传感器网络火灾监测系统的设计与实现

利用全球可接入智能网络(GAINs)节点设计了能够监测温度、湿度和烟雾浓度的火灾探测单元,针对火灾特征参数多跳传输提出了一种最短路径路由算法,使传感器节点采集的数据以最小跳数进行传输,组建了火灾实时监测系统,实现了对火灾特征参数的无线实时监测.     

污水重金属监测与移动预警系统

针对企业污水排放重金属监测分布范围广、环境恶劣的特点,设计了基于无线传感网络、J 2 M E技术的污水重金属监测与移动预警系统。在污染水区部署传感器节点,通过ZigBee无线传感网络传输采集数据,经GPRS网络到达智能手机;同时数据经由无线基站和Internet传送至监测中心,手机客户端既可从GPRS网络获取超限报警数据,也可从监测中心获取重金属污染动态分析数据,实现了实时监测和移动预警。     

Remote flood monitoring system based on plastic optical fibres and wireless motes

This paper summarises an effort in the development of a remote flood monitoring system based on plastic optical fibre (POF) sensors and a wireless mote network. The wireless mote, comprising of a network of MICA2DOT™ units, was used as a platform to monitor and record the signal from the POF sensors and transmit this information to a base station wirelessly. A prototype of the integrated wireless POF sensor unit has been constructed, rendering it possible to deploy the autonomous unit remotely at multiple monitoring points as required. A flood monitoring simulation was carried out in a 24 m × 10 m × 0.9 m wave basin where four of these wireless optical fibre mote sensors were used to detect the rising water level in the basin. The novelty of the work lies in the successful integration of the wireless platform to a POF-based liquid level sensor and the subsequent demonstration of the prototype of the system for the purposes of flood monitoring applications.The sensing principle of the POF sensor developed here is well-known and is based on the loss of total internal reflection of the optical signal as the sensor probe comes in contact with the liquid. Compared to optical fibre-based sensors reported previously in the literature, the probe profile used in this study differs in terms of its simplicity in design, while exhibiting an excellent signal intensity loss ratio without the need for additional attachments to the probe such as optical prisms. The tests carried out showed that the POF sensor is capable of detecting a variety of fluids. Exhibiting good signal stability, the sensor also detects the liquid level reliably when the liquid rises or falls to the predetermined level. The responsiveness of the optical fibre sensor was evaluated by simulating different rates at which the liquid rises by immersing the sensor tip into the liquid and vice-versa at various speeds ranging from 1 mm/min to 500 mm/min.     

飞机状态监测无线传感器网络系统

ZigBee技术与无线传感器网络完美地结合在一起,成为无线传感器网络中无线通信应用的首选技术之一,具有低功耗、低成本、网络容量大、灵活安全和抗干扰能力强等特点.用ZigBee技术研制的飞机状态监测无线传感器网络系统布线少,可减少整个系统的重量和成本,增加系统的灵活性,还可快速的布局和监测数据,实时地传输动态信息,可以使飞机状态监测和故障诊断技术达到一个新水平,有力推动航空技术的发展.基于这一应用要求,将新型传感器和无线传感器网络技术相结合,设计了用于飞机状态监测的无线传感器网络系统方案及其相关节点,实验实现了系统的基本功能,初步验证了此飞机状态监测系统的可行性.     

基于正交试验的光纤传感器金属化连接工艺优化

为了克服光纤传感器有机胶封装带来的可靠性差、应变传递效率低的问题,采用粒子扩散系统对光纤传感器进行金属化连接以实现光纤传感器的无胶封装;为提高金属粘接层与基体的结合强度,设计了以工作距离、驱动电压、进给速度、粒子场气压为试验素的4水平正交试验方案,并用划痕法对金属粘接层的结合强度结果进行评估。通过统计分析,获得了影响金属粘接层与基体结合强度的主要因素和次要因素,优化了光纤传感器金属化连接工艺。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络及其应用研究

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题,着重研究了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络节点的设计,并运用该无线传感节点建立了基于ZigBee技术的无线结构健康监测系统,利用模式匹配的方法实现了基于无线传感器网络的载荷定位和结构紧固件失效的实时监测.     

基于无线传感器网络的煤矿瓦斯监测系统的设计

为了满足煤矿瓦斯监测的需要,开发了一种基于无线传感器网络的智能化瓦斯监测系统。该系统采用数字瓦斯传感器实时检测瓦斯,避免了普通传感器需进行A/D转换的复杂性,提高了测量精度;采用无线传感器网络,克服了有线传感器网络的局限性,避免了其它无线通信技术高功耗的缺点。文章详细介绍了系统的硬件和软件设计,并给出了测试结果。     

基于cc2430的环境参数监测和人员定位

本文详细阐述了基于cc2430进行环境参数监测和人员定位的硬件和软件设计。本设备综合使用了无线传感器网络、高精度传感、实时监测等技术,旨在为具备环境监测需求的各个行业提供强有力的技术支持和保障,并使用基于RSSI进行的人员定位算法。     

基于ARM／GPRS／ZIGBEE水产养殖远程监控系统设计

为了满足水产养殖智能化的要求,设计了水产养殖中水质参数的远程实时监控系统,该系统由基于传感器节点,汇聚节点的水质参数无线监测网络和远程数据管理节点组成。采用以CC2430为核心的ZigBee模块传感器节点方案,构建基于ZigBee协议的无线传感网,实现水质数据采集;应用以ARM9微处理器S3 C2410开发的汇聚节点实现数据的汇聚和GPRS无线通信实现远程数据的传输。利用ZigBee技术和GPRS技术,此系统不仅满足了无线数据采集和数据传输的相关指标要求,而且有效地解决了水产养殖系统中布线困难、节点不可移动、不易维护等问题,满足了水产养殖中水质监测的需要。     

基于ZigBee的无线气体监测系统的设计

针对传统气体监测系统布线复杂,可拓展性差的不足,将ZigBee技术与无线传感器网络技术融合,提出了一种基于ZigBee的无线气体监测系统的设计方案,并对该系统的硬件和软件设计进行了分析。此系统具有免布线、低功耗、自动组网、应用简单等特点,具有较高的应用价值。     

基于SmartMesh IP技术的无线围岩移动传感器设计

为了解决基于RS-485总线通信的围岩移动传感器在工作面回采过程中线缆容易被扯断,离层数据无法可靠、实时上传的问题,以及现有无线顶板安全监控系统节点数量少、功耗高、实用性差的问题,创新性地提出了一种采用SmartMeshIP无线通信技术的,具有低功耗、自组网特点的无线围岩移动传感器设计方案。对电池电压采集电路、数码管显示电路、光控及遥控电路、元件信号处理电路、报警电路、无线组网模块接口电路六部分硬件电路,及各部分电路低功耗实现方法、电池电量计算与选型以及传感器的软件流程进行了研究。现场应用表明,该传感器无线自组网数据传输稳定可靠,运行功耗低,能够保证在不换电池的情况下工作1年以上。该研究对煤矿安全监测智慧化发展进行了有益的探索。