低功耗无线传感器网络节点的设计

在对无线传感器(WSNS)网络体系结构、传感器节点的特点、功能分析的基础上,给出了无线传感器网络节点的软硬件低功耗设计与实现方案.传感器节点以低功耗嵌入式处理器MSP430F1611为核心,TinyOS为嵌入式实时操作系统,配以基于IEEE 802.15.4的MAC层协议的无线传输模块作为网络数据出口以及CC2420无线收发器,可以实现高速的数据采集和可靠的数据传送,能够较好地达到低功耗和实时性的要求.测试结果证明:该平台适合节点的应用,具有易使用、低功耗特点.     

基于UWB的无线传感器网络的设计

介绍基于UWB的无线传感器网络的设计,设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心,结合外围传感器和UWB收/发机的传感器节点.以低功耗为显著特点的UWB技术,能够满足无线传感器网络节点低功耗、低硬件复杂度的要求;基于UWB的无线传感器网络能够满足诸多应用的要求.     

低功耗无线应变传感器的设计

提出了一种以MSP430F149为主控芯片、nRF24L01为无线传输芯片、AD627为前置放大器的低功耗无线应变传感器的设计方案,给出了该传感器的总体结构,详细介绍了该传感器数据采集发射子系统的软硬件设计方法,并对该传感器进行了能耗分析和测试,得出了该传感器的能耗公式。经理论计算,该无线应变传感器的平均电流消耗为32μA,比现有无线应变传感器的能耗低;测试结果与理论分析结果基本一致,且电池使用寿命可达70h以上。     

一种低功耗无线传感器节点设计

介绍了一种基于STM8L152的低功耗无线传感器节点,阐述了节点微处理器、无线收发模块、和电源等硬件的低功耗设计,并对从软件上进行了低功耗设计,符合了构建无线传感器网络成本低、功耗低、体积小等需求。     

振动信号在线检测的超低功耗无线传感器节点设计

本文介绍了实现在线振动检测和分析的无线传感器节点的超低功耗硬件设计。该传感器节点基于超低功耗单片机MSP430F135,由射频通信模块和加速度传感器及信号调理电路构成。我们主要研究了用集成加速度器件以低功耗方式实现振动信号在线检测的设计方法,以及使节点满足超低功耗和检测性能要求的系统各模块工作方式（包括模式和时序）和电能管理措施,使节点在满足在线实时检测和信号传送要求的基础上,其平均功耗达到采用电池供电的无线传感器节点的性能和寿命要求。     

低功耗射频唤醒无线传感器网络设计

针对无线传感器网络采用睡眠/唤醒机制来实现低功耗时,不可避免地引起网络响应时延的问题.在波束供电技术的基础上提出了无线传感器网络低功耗射频唤醒机制,给出了低功耗射频唤醒无线传感器网络节点的硬件结构和详细设计.节点通过从电磁波中获取能量来及时地唤醒自己,以达到提高实时性的目的.性能分析表明低功耗射频唤醒无线传感器网络节点比采用传统睡眠/唤醒机制的节点具有更高的实时性和更低的功耗.     

矿用无线传感器节点低功耗设计与实现

低功耗是无线传感器网络设计中的关键问题。本文以低功耗单片机MSP430为MCU,设计一种应用于矿用顶板离层无线监测系统的无线传感器采集节点。该节点主要功能是运用无线唤醒(WOR)模式,周期性监听信道,实时采集位移数据,并通过RF通信模块传送至监控分站。在分析MSP430的低功耗原理及工作模式的基础上,从硬件设计、工作原理、通信方式上详细阐述节点的低功耗设计技术,同时介绍节点低功耗的应用实现。经过测试,该无线传感器节点具有功耗低、可靠性高的特点,从而最大限度地利用有限的电池能量,在恶劣的矿井环境下具有较高的实用价值。     

智能家居低功耗传感器网络系统的设计

智能家居系统中,随着传感器数量的增多,有线的布线系统弊端逐渐体现。本文将无线传感器网络引入智能家居系统中,主要介绍了一种低功耗智能家居无线传感器网络系统的设计方法。采用以超低功耗处理器MSP430为核心,以嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ为软件设计平台。详细介绍了硬件和软件上的低功耗设计,进而达到降低系统功耗、延长网络寿命、增强网络稳定性。     

低功耗无线传感器能量供应装置的探索

随着低功耗无线传感器网络的飞速发展,为终端设备提供电能的电池慢慢地暴露出了维护困难、在恶劣环境中工作效率低、污染环境等缺点.简介了现在常用电池的缺点,介绍了超级电容的性能和特性,设计了用太阳能电池发电、超级电容器储能为低功耗无线传感器供能的装置.经测试,该能量供应装置能够满足基于Zig Bee的低功耗无线传感器正常工作的要求,是可靠的、绿色的、环保的、高效的无源能量供应装置.     

一种低功耗无线传感器解决方案

低功耗研究是无线传感网络研究的一个热点,可从硬件设计和软件实现两个层面进行研究.分别从硬件和软件角度分析了现有无线传感器的低功耗研究情况,并结合实际情况提出了一种低功耗无线传感器解决方案,经实验室局域网测试证明,该设计是可行的.     

基于CC2530的水产养殖监控系统的设计

为了解决传统水质监测方案中遇到的布线困难、成本高等问题,并能实现对水质环境因子的准确测量与控制,介绍了一种基于无线传感器网络的智能监控系统在水产养殖中的应用。选用集数据收发和数据处理于一体的低功耗芯片CC2530,设计了以CC2530为射频收发器的低功耗无线传感器网络节点,实现了对水产养殖水质参数的采集、处理和显示。在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现了无线传感器网络节点之间的数据传输功能。结果表明:该系统各项技术性能指标达到设计要求,而且系统结构简单,数据传输速度快,功能易扩展,具有推广和应用价值。     

一种超低功耗无线震动传感器设计

为实现长期无人值守的震动测量与目标识别,设计了一种超低功耗无线震动传感器.该传感器采用磁电式敏感元件来获取震动信号,通过信号调理、数据采集、数据分析、数据存储和无线通信的软硬件设计,完成目标识别和数据传输.通过免供电传感和双处理器设计实现超低功耗工作,利用无线传感器网络监测模式构建无线、分布式震动监测网络.试验结果表明:该传感器能够完成震动信号测量并识别履带车和行人这两种典型目标,电流仅有30μA,预计可连续工作200天以上.     

A remotely powered fully integrated low power class-E power amplifier for implantable sensor systems

This paper presents a fully integrated low power class-E power amplifier and its integration to remotely powered sensor system. The on-chip 1.2 GHz power amplifier is implemented in 0.18 µm CMOS process with 0.2 V supply. The implantable system is powered by using an inductively coupled remote powering link at 13.56 MHz. A passive full-wave rectifier converts the induced AC voltage on the implant coil into a DC voltage. A clean and stable 1.8 V supply voltage for the sensor and communication blocks is generated by a voltage regulator. On–off keying modulated low-power transmitter at 1.2 GHz is used for the transmission of the data collected from the sensors. The transmitter is composed of a LC tank oscillator and a fully on-chip class-E power amplifier. Compared to the conventional class-E power amplifiers, an additional network which reduces the on-chip area is used at the output of the power amplifier. The measurement results verify the functionality of the remotely powered implantable sensor system and the power amplifier. The integrated power amplifier provides ?10 dBm output power for 50 Ω load with a drain efficiency of 31.5 %. The uplink data communication with a data rate of 600 kbps is established by using a commercial 50 Ω chip antenna at 1 m communication distance.     

基于压缩感知的低功耗高效率CMOS图像传感器设计

提出一种基于压缩感知的低功耗高效率CMOS图像传感器(CIS)设计.在这种压缩感知CIS中,帧存储、帧差求解和帧压缩等过程分别集成于像素级、列级和芯片级电路中,实现了图像传感过程和图像压缩过程的融合.这种融合提高了CIS在功耗、传输带宽和输出数据等方面的效率.所提出的CIS设计已采用Global Foundries 0...     

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ZigBee-GPRS技术的无线传感网络

结合ZigBee和GPRS技术,提出了一种基于二者优势互补的无线传感网络系统实现方案。该方案综合ZigBee技术在短距离、低功耗无线通信和GPRS网络远程数据传输的优势,利用具有ZigBee收发功能的芯片MC13192设计多种类型传感器节点、具有GPRS通信功能的芯片GR47设计ZigBee-GPRS网关,实现了多种参数的实时与远程监控。其技术具有广阔的应用前景。     

Power consumption analysis of surface acoustic wave sensor systems using ANSYS and PSPICE

The power consumption of a surface acoustic wave (SAW) sensor system was investigated using ANSYS and PSPICE. Simulation results show that several design parameters of the surface acoustic wave sensor, such as the center distance between two interdigital transducers (IDT), the thickness of the piezoelectric substrate, the finger space of the IDT, etc., can greatly affect the power consumption of the whole system. The results of this study will be helpful to optimum design and fabricate the SAW sensor systems with very low-power consumption.     

煤层气地面记录仪设计与监控系统开发

为了满足构造煤煤层气开发过程中的自动化实时监测任务,该文设计了一种低功耗地面记录仪,并在此基础上开发了煤层气监控系统。该地面记录仪采用低功耗STM32L433RC作为主控制器,搭配MAX485EN接口芯片以及W25Q64存储芯片,采用485总线传输以及Modbus串行通信协议,通过主从站任务转换,实现了数据的实时传输处理与服务器存储。上位机采用组态王软件编程。所设计的煤层气开采监控系统,具有低耦合、多设备、高集成等特点,提高了煤层气开采的自动化程度。最后,实验结果表明所设计的低功耗地面记录仪能够有效地上传传感器数据,且可与多仪器完成数据通讯,满足实际需求。     

基于ZigBee的温室监测系统的低功耗设计

针对传统温室大棚有线监测系统存在施工复杂、线路多和维护难等缺陷,提出了一种基于ZigBee无线传感网络技术的低功耗温室监测系统的设计方案;通过对系统各部分的能耗进行分析,结合实际情况对传感器节点采用低功耗设计策略;硬件设计上采用低功耗射频芯片和智能开关芯片,软件编写上采用事件驱动方法延长节点休眠时间;该系统能够准确采集温室内光照度、空气温湿度、土壤水分和二氧化碳浓度等环境信息,并具有低功耗、低成本和易扩展等特点;测试结果验证了该方案的可行性。     

低功耗无线室温监测系统的设计与实现

设计了基于无线传感器网络技术的室温监测系统。该系统完成对各室内温度数据的采集、传输、存储、分析,具有低功耗、自组织特点。管理节点利用GSM网络,根据管理中心的要求发送无线传感器网络各节点温度数据及报警信息。该系统可满足供热、供冷系统对楼宇室温的监测需求。