基于ZigBee的大水域水质环境监测系统设计

为了提高工厂化水产养殖的智能化水平,提出了基于Zig Bee协议的无线传感器网络（WSNs）的水质监测系统方案。设计了主要水质参数溶解氧、pH值、氨氮传感器的变送器电路,实现了对溶解氧、pH值、温度、氨氮含量等多参数的采集、处理,并通过无线网络传给终端节点,终端节点通过RS—232串口将数据传送给监测中心。测试表明：该系统实时性好,测量误差小,满足大水域水质监测需求。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

水产养殖水质pH值无线监测系统设计

设计了一种水产养殖pH值无线监测系统,系统传感器节点以MSP430F149单片机为核心,以nRF905射频芯片为无线通信模块,采用PHG—96FS型传感器采集pH值和水温数据。根据pH电极的测量原理,建立了pH值测量数学模型,采用最佳分段的二次多项式方法拟合温度系数KpH曲线,实现了pH值测量软件温度补偿,提高了测量的准确性。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB 6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。实验结果表明：系统运行稳定,数据传输正常,能够完成水产养殖水质参数的监测。     

水质监测无线传感器网络的硬件设计

针对传统水质监测系统不能对水质参数进行实时在线监测,难以准确检测水质参数的动态变化、水质参数检测误差大等问题,提出了水质监测无线传感器网络（ WSNs）的硬件设计方案。系统主要通过核心单片机CC2530实现传感器节点设计,采用太阳能电池板进行供电,同时设计了采集温度、pH 值的硬件电路,并对硬件电路进行了稳定性试验。在 IRA 开发环境下,进行传感器节点和协调器的编程,使之能够进行通信。实验结果表明：系统温度、pH值的平均相对误差分别为3.06%,1.64%,提高了监测精度。     

基于WSN的水质自动监测LED终端显示系统设计

基于无线传感器网络(WSN)技术,开发了水产养殖水质监测LED终端显示系统.该系统利用WSN汇聚节点与LED显示屏之间在线通信,提出了一种脱离PC机的数据传送方式,实现了水质参数(温度、pH值、溶解氧浓度)的自动监测与实时显示.汇聚节点以MSP430F149为处理器,nRF905射频芯片及其外围电路为无线通信模块,BQ2057W充电管理芯片及其外围电路为太阳能充电模块,以9针型态的RS-232接口电路组成串口通信模块.汇聚节点与LED显示屏通过串口通信,编写了两者之间的通信协议.     

基于WSNs多参数水质监测的终端设计

针对传统水质监测系统不能对水质参数进行实时在线监测,难以准确检测水质参数的动态变化、水质参数检测误差大等问题,提出了基于无线传感器网络(WSNs)多参数水质监测的终端设计方案。采用模块化设计以满足个性化需要;采用太阳能和蓄电池双电源供电,以延长无线节点的工作时间。仿真测试结果显示:pH值、电导率、溶解氧的平均相对误差分别为2.21%,0.69%,2.05%,比传统的水质监测系统的精度提高了30%左右。     

鄱阳湖水质检测的无线传感网络设计

在研究无线传感器网络基础上,对远程实时鄱阳湖水质监测系统进行了分析。应用S3C44BO和WISMOQ2403设计了无线传感器网络的硬件系统,并使用该网络对pH值等水质参数进行监测。实验结果表明,该系统能对水质参数进行实时有效的采集。     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统;无线传感器网络以CC2430通信模块为核心,传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心,设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波,采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性;对系统进行了多天连续测试,通信距离为100m时,网络的平均丢包率低于1%,pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%;测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。     

基于线性回归模型的无线水质参数监控预警终端设计

设计了无线水质参数监预警控终端,实现对水温、溶氧量、pH值等参数的实时在线监测,对水质参数的在线采集、本地存储、显示、远程传输和预警报警功能;采用ATmega128A单片机为核心控制器,电化学型传感器为采样模块,GPRS网络进行远程通信;通过休眠、部分模块断电等方式降低能耗,基于一元线性回归模型设计了水质参数预警机制,预警估计值与实际值偏差在1个单位以内;实验测试结果表明监测精度在满量程的3%以内。     

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CC2530的溶解氧无线传感器网络节点硬件设计

提出一种基于Soc芯片CC2530的水质参数溶解氧无线侍感器网络采集节点的硬件实现方案.该设计方案主要包括数据采集模块、处理模块、无线通信模块和电源模块四部分.各模块电路易于实现,具有较强的实用性和通用性.     

基于陀螺传感器的三维手势识别方案

传统输入设备无法满足人们的随意性输入需求。为此,提出一种基于陀螺仪传感器的三维手势识别方案。硬件架构由陀螺传感器信息采集模块、单片机信息处理模块以及射频无线传输模块组成。利用多功能滤波器进行数据预处理,设计一种基于角度的特征提取算法,提取三维手势特征。实验结果表明,该方案的平均识别率达到99.3%,能较好地实现3D空间的鼠标输入功能和键盘输入功能。     

基于无线传感器网络的土壤湿度监控系统

为提高水资源的利用效率,且针对传统土壤湿度监控系统难以布线、抗干扰性能差等缺点,设计了一种无线土壤湿度监控系统。传感器节点以CC430单片机为节点核心并辅有土壤湿度传感器等一些外部元件,多节点间应用SimpliciTI无线通信协议组成一个小型的射频网络。主控节点通过GPRS模块向数据监控中心上传传感器节点采集的湿度数据并管理灌溉控制模块,数据监控中心可向无线网络发送控制命令。实验结果显示,基于协议的该系统稳定性高、移植性强、易于扩充,本设计将无线传感器网络技术应用到农业生产中,提出了一种新型实用的方案。     

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.     

基于IEEE1451的靶场分布式无线传感器网络构建方案

摘要：为了解决兵器试验靶场“异常弹”和散布大的弹箭的弹着点定位问题，提出了基于IEEE1451标准和ZigBee、WiFi通信协议构建一种异构分簇网络的方案。论文首先介绍了IEEE 1451 协议族，阐述了系统总体结构，对比了三中无线通讯协议，优选出ZigBee、WiFi通信协议构建无线传感器网络。针对靶场分布式测试结构，给出了簇头资源分配方案和簇头节点、网关节点硬件设计方案及结构设计方案。最后，分析了IEEE1451协议的实现形式，并详细讨论了服务器端的软件设计、功能模块划分。实验结果表明：该方案实现了靶场上多节点多通信方式的无线传感器网络构建，网络具有良好的稳定性、扩展性及远程控制能力，为其他无线传感器网络构建提供了很好的应用案例     

基于磁阻传感器的无线交通信息采集系统设计与实现

针对现有交通信息检测方式的弊端,提出了一种新的基于CC2530的无线交通信息采集系统设计方案.首先介绍了系统的网络体系结构,其次详细分析了交通信息检测系统的放大滤波电路、复位电路、微处理器和天线模块的硬件设计方法和工作原理,介绍了交通信息采集系统的数据处理流程.实际测试表明:设计的系统交通流量和车速的检测率可分别达到96％和91％,功耗低,在智能交通信息采集方面有广泛的应用前景.     

无线传感器网络节点硬件的模块化设计

简要介绍了射频芯片CC2430的性能和特点,设计了一种基于CC2430的无线传感器网络节点硬件的模块化设计方案。该设计由控制模块进行节点的功能管理,采集模块负责数据的采集和调理,无线模块进行数据上传和命令的传达,电源模块提供并管理节点的各模块用电。     

基于SimpliciTI协议的无线传感器网络设计

针对GPRS、ZigBee、WiFi等国际标准无线传感器网络通信协议价格高、对硬件要求高等问题,提出采用适用于小型射频网络的低功耗SimpliciTI协议设计无线传感器网络的方案。首先介绍了SimpliciTI协议的基本原理;然后给出了一种采用CC2500射频收发芯片和MSP430超低功耗微处理器芯片的无线传感器节点的电路设计方案,并介绍了基于SimpliciTI协议的无线传感器网络的组网及通信过程;最后介绍了基于距离的无线传感器网络定位算法,并针对常用的多边定位算法误差较大的问题,提出了一种改进的定位算法,即通过实际距离和估算距离的误差平方最小化来计算节点坐标的误差修正值,并采用二维双曲线算法修正未知节点的初始定位坐标,从而提高定位精度。     

无线茎流传感器的研究

蒸腾量是反映植物生理信息最重要的因素之一,通过包裹式的加热探头给茎杆加热,由温度测量探头来确定茎流的热传输茸以推算出植物的蒸腾量,提出了一种基于ZigBee技术的非侵入式无线茎流传感器.并给出了茎流传感器的软硬件设计方案,将传感器探头部分与ZigBee模块集成,实现了具有ZigBee网络功能的无线茎流传感器.经与以色列的PHYTALK茎流传感器对比性实验,其结果表明:两者的相关性为0.938,而ZigBee茎流传感器具有更高的灵敏度.     

无线传感器网络硬件平台的选型与搭建

本文介绍了一种基于无线传感器网络的智能家居监控系统的硬件平台的实现方案。根据实际要求,从低成本、低功耗、小型化等方面考虑,对组成该硬件平台的各大模块进行了选型分析与电路搭建,以满足嵌入式的无线数据通信硬件平台的要求。