一种无线传感器网络低功耗节点的设计

节点的功耗大小决定着整个无线传感器网络的生命周期,因此,节点的低功耗设计尤为重要;在简单介绍分析各节点设计解决方案及其特点的基础上,分析了无线传感网络系统中低功耗节点设计方案、关键芯片选择、设计及其实现,重点阐述了低功耗控制设计及其实现方法,最后,完成了不同工作条件下的节点消耗电流测量和分析;实验结果表明,提出的节点设计方案在保证低功耗特性的同时,兼具良好通信性能.     

热电偶无线传感器节点低功耗优化设计

针对飞行器内部线缆复杂度高、布线困难的问题,提出采用无线通信模式来提高传感器部署的灵活性,减少线缆运输和安装成本。为了最大程度地延长无线传感器节点的使用寿命,对热电偶无线传感器进行了节点低功耗优化设计。硬件方面,基于DPM机制设计了能量分块管理模型,核心处理器采用国产低功耗芯片GD32E230C8T6;软件方面,提出了一种基于星型拓扑结构无线传感器网络的低功耗策略,并基于此策略给出节点剩余能量数学表达式。实验结果表明,此节点处于停机储运状态下的电流低于1uA,待机模式下的电流低于23mA,证实了所设计的热电偶无线传感器具有低功耗、稳定的特点,能有效延长节点寿命。     

基于nRF24L01的超低功耗无线传感器网络节点设计

基于低功耗nRF24L01无线收发器和MSP430F449单片机,采用短时突发式无线发射技术和低功耗休眠机制,设计一种超低功耗的传感器节点。测量结果表明,在电源电压为3.3V、平均数据率为1kb/s、发送功率为OdBmW、传输距离为10m、误帧率为0.12%时,本系统平均功耗约42μW,可以应用于光照、振动、热和气流等环境能量供电的无线传感器网络。     

基于ZigBee与数传电台的矿井环境检测系统节点设计及其组网方案

针对因煤矿井下环境复杂造成无线传感器网络无法有效地远距离传输信息的问题,提出了一种基于ZigBee无线传感器网络与数传电台的矿井环境检测系统的设计方案,给出了系统总体结构,介绍了以CC2430为核心的传感器节点和网关节点的设计,阐述了适合于矿井环境的ZigBee无线传感器树形网络组网方案的实现。实际测试结果表明,该系统采用ZigBee无线传感器网络与数传电台相结合的通信方案是切实可行的,有效解决了低功耗、远距离传输、高可靠性方面的问题;对节点进行编号的组网规则使网络拓扑结构更具有针对性,提高了节点的精确定位功能,降低了井下作业的危险性。     

一种新型唤醒机制的无线传感器网络节点设计

寿命过短一直困扰无线传感器网络(WSNs)与实际应用结合的难题。通过对WSNs工作效率低问题的研究,提出了一种新型射频唤醒机制的WSNs节点的设计方法,对降低节点的功耗和延长WSNs的寿命都有帮助。详细说明了节点设计的硬件结构和软件中的程序流程。可行性分析论证了节点的实用性和低功耗特性。     

一种低功耗无线传感器网络节点的设计

设计了一种低功耗无线传感器网络节点,并完成了TinyOS操作系统在该节点中的移植。该节点的硬件设计综合考虑了功耗和性能等诸多方面,与其他无线传感器网络节点平台相比功耗低、通信距离远。此外,为新的MSP430系列处理器改进了TinyOS的设计工具链环境,使得软件编写可以不局限于GCC编译器。将TinyOS操作系统移植到新节点上,实现了射频收发器CC2520的射频协议栈。     

New Distributed Positioning Algorithm Based on Centroid of Circular Belt for Wireless Sensor Networks

This paper presents a new distributed positioning algorithm for unknown nodes in a wireless sensor network.The algorithm is based exclusively on connectivity.First,assuming that the positions of the anchor nodes are already known,a circular belt containing an unknown node is obtained using information about the anchor nodes that are in radio range of the unknown node,based on the geometric relationships and communication constraints among the unknown node and the anchor nodes.Then,the centroid of the circular belt is taken to be the estimated position of the unknown node.Since the algorithm is very simple and since the only communication needed is between the anchor nodes and the unknown node,the communication and computational loads are very small.Furthermore,the algorithm is robust because neither the failure of old unknown nodes nor the addition of new unknown nodes influences the positioning of unknown nodes to be located.A theoretical analysis and simulation results show that the algorithm does not produce any cumulative error and is insensitive to range error,and that a change in the number of sensor nodes does not affect the communication or computational load.These features make this algorithm suitable for all sizes of low-power wireless sensor networks.     

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LoRa技术的通用型环境监测节点低功耗设计

针对环境监测无线传感器网络节点兼容性不足、电池容量有限等问题,本文设计了一种基于LoRa技术的多传感器兼容型低功耗监测节点。节点底层提供丰富接口以及标准化封装,并采用结构体存储传感器操作信息、链表记录可读取的传感器,使节点兼容多种传感器,解决传感器适配问题。采用STM32L系列单片机和LoRa模块搭建硬件平台,提出一种应用于LoRaWAN的自适应功耗算法,通过合理配置各模块休眠状态、优化LoRa发送功耗和空传速度等方法,有效延长了节点寿命。实验结果表明,该节点具有良好的可扩展性和低功耗特性。本文的研究可为无线传感器网络节点在智慧农业、智慧城市等领域的推广应用提供一定的理论方法和技术支持。     

基于不均匀环带模型能量有效的无线传感器网络节点放置方法

采用相同无线发射半径的无线传感器网络,距离sink较近的节点由于承担大量数据包的转发任务,易过早死亡.根据节点距离sink的位置,结合网络流量特征,提出基于不均匀环带模型的节点放置策略和无线通信半径的确定方法.仿真结果表明,在相同的系统参数条件下,不均匀环带模型既可降低所有节点的总能耗,又可降低最内环节点能耗,有效延长网络生命周期.     

低能耗无线传感器网络节点的设计

该文介绍了基于IEEE802．15．4标准的无线通信协议ZigBee的协议结构和技术的特点,以降低能耗、节约成本为出发点,从硬件和软件两方面．提出了基于ZigBee的无线传感网络节点的基本构架,设计了一种通用节点的软硬件平台。     

有毒有害气体无线监测节点的低功耗设计

为了有效延长有毒有害气体无线监测节点的生命周期,提出了一种具有实用性的低功耗设计方案。该方案首先是对节点硬件实现分区分时的电源管理模式,其次在软件方面通过合理设置MCU的工作模式,通过实验方法确定了最优采样时间,进一步降低节点的功耗。     

无线传感器网络在环境监测中的应用

介绍了无线传感器网络的应用背景和国内外研究现状。对无线传感器网络的节点硬件结构进行了设计，提出了网络构建方案。详细探讨了相关的几项关键技术——路由技术、多传感器数据融合技术、射频技术、超低功耗技术。展望了无线传感器网络广阔的应用前景。     

认知增强型无线传感器节点设计

为了提高无线传感器节点及其网络的吞吐量和频谱利用率,从节点设计的角度,引入认知方法增强节点的频谱感知能力,设计了基于低功耗高速率处理器的多射频接口认知增强无线传感器节点.节点采用STR911系列的ARM9微处理器,具有4个射频接口,覆盖了ISM频段和ZigBee频段.实验结果表明,相比基于Atmega128处理器的节点,该节点具有更强的认知能力,吞吐量提高了68.41%,平均信道感知时延缩短了1.4782ms;相比于CSMA/CA方法,通信时延缩短了11.86%,链路层控制方案能够有效避免干扰对节点间通信的影响.     

基于ZigBee的无线温度传感器网络的设计

介绍了一种由无线传感器节点、网关、控制端构成的无线多点温度传感器网络的设计,阐述了系统的功能、组成以及各部件的主要设计方法。实验表明：本系统具有低功耗、低成本、精度可编程、可远端控制等特点。     

用于移动汇聚节点的自适应数据采集策略

移动汇聚节点用于无线传感网络信息采集,可以提高网络能效性,延长网络生命期。研究了四轴飞行器携带 移动汇聚节点,该节点可采集地面无线传感网数据。通过分析汇聚节点空中移动特性,探讨了低功耗无线数据采集 时,移动轨迹、速率和高度与移动汇聚节点能够发送的数据量的之间的理论约束条件。在满足约束条件前提下,提出 基于数据量局部最优化策略,用以控制移动汇聚节点移动路径。在仿真环境中,详尽分析了这种数据采集策略下逗留 时间与移动轨迹、速度和高度等之间的关系,为这类应用莫定了理论基础。     

CC1110在低功耗无线传感器网络中的应用研究

低功耗设计已成为无线传感器网络应用研究的重要方面,针对无线微控制器CC1110在节点分布密集、数据采集时间随机的传感器网络中的应用,提出了一种基于"唤醒—侦听"星型结构的传感器网络低功耗工作模式,详细阐述了硬件开发、软件流程控制、系统工作模式三个方面的低功耗设计。     

一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现

通过总结无线传感器网络硬件节点的设计原则,提出了一种无线传感器网络通用节点设备的基本构架，设计实现了基于超低功耗处理器Atmega128和射频芯片CC2420的无线传感器网络节点设备。该设备具有能量自检测功能，并可以改变通用硬件接口上的数据采集部分实现多种不同类型的应用。采用模块化软件设计，引入有限状态机进行系统模式调度，设计实现了既能独立运行又支持嵌入式操作系统的节点适应层软件。通过引入多个节点的温度采集与反馈控制实验和节点生命周期静态测试实验验证了本设计的可行性和实用性。     

农田环境信息监测的无线传感器网络节点设计

针对电子信号干扰、能耗大等因素对通信能力造成的影响,设计了基于低功耗微处理器MSP430的无线传感器网络节点.通过使用MCU的不同工作模式和对无线射频模块的不同状态等节能措施,增强了节点通信能力,大幅度降低了节点的能耗.经过背景项目实际农田环境的测试证明:节点不仅能够完成对农田环境要求信息进行准备采集,网络通信效率也得...     

节能无线传感网络系统设计

Wireless sensor networks have already enabled numerous embedded wireless applications such as military, environmental monitoring, intelligent building, etc. Because micro-sensor nodes are supposed to operate for months or even years with very limited battery power source, it is a challenge for researchers to obtain long operating hour without scarifying original system performances. In this paper, the energy consumption sources of the wireless sensor networks are firstly analyzed, with the digital processing and radio transceiver units being emphasized. Then, we introduce the design scheme of our energy-aware wireless sensor network (GAINS). In GAINS, techniques to conserve the energy are exploited including the energy optimization node, software and energy-efficient communication protocol. The design architecture of our ultra low power wireless sensor network (WO-LPP) is specially presented.