基于Zig Bee的无线传感器网络大气监测系统设计

大气污染问题突出且日益严重,对大气环境实时准确地监测具有重大社会意义。现有的监测手段实时性差、维护困难,难以满足实际需求。针对上述情况,设计了一种基于Zig Bee技术的大气监测系统,并详细阐述了系统的整体框架结构和实现方案。系统包括无线传感器网络和远程监测中心2个部分。其中无线传感器网络包括传感器节点和网关节点。传感器节点以CC2530为核心搭建,负责采集大气环境数据并通过多跳方式将数据实时发送至网关节点;网关节点以LPC2138为核心搭建,负责汇总传感器节点的数据并通过GPRS实现与远程监测中心的通信。远程监测中心使用在Microsoft Visual C++6.0环境下编制的监测软件,通过网络模块完成数据接收、显示及存储,为用户提供一个友好的人机界面。     

一种工业无线检测系统的设计与实现

为了整合无线检测与以太网技术,并将其无缝接入工业检测领域,设计了一种工业无线检测系统。该系统主要由现场检测设备、网关和上位机软件等部分组成。现场检测设备采用Zig Bee通信技术完成对自身节点检测数据的收集和无线传输。无线网关负责建立和管理网络,接收各节点数据,解析并将其重新封装为Modbus格式包,实现与上位机组态软件的通信。测试表明,该系统符合工业现场的应用需求,具有实用价值。     

认知无线多跳网络与以太网互联网关

为实现L2认知无线网络与以太网的互联,提出一种网络互联架构。为实现L2认知无线多跳网络中无线节点的快速寻址,设计一种编址方法,其利用IP地址和组网地址表征该网络中的无线节点;在网关中设计一种地址映射方案,通过设置地址映射表解决传统无线多跳网络中因广播造成的严重网络冗余和开销问题;为验证网关系统的通信能力、对传感数据的采集和处理能力,构建“智慧园区微环境数据采集”平台对该系统的有效性进行了验证。     

基于超声波和TDOA的无线传感器网络高精度定位方法

提出了基于超声波与射频信号到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)的无线传感器网络节点定位方法。采用基于簇的分层网络拓扑结构,使用信标节点作为簇头,设计实现了动态簇头自动选取算法,提高了定位算法的快速响应性,并通过误差补偿和软件鲁棒性设计,提高了系统的定位精度。基于AVR单片机和CC1100射频芯片完成了无线传感器网络中移动节点、信标节点和汇聚节点的硬件设计与实现。实验数据表明本文设计的无线传感器网络定位系统的定位精度在30cm之内,并且定位算法具有较好的时间响应性,移动节点的最大速度可以达到11.5m/s。     

无线传感器网络系统平台的开发与设计

基于SIA-MS_1.0硬件平台,在TinyOS操作系统下设计无线传感器网络研究平台。在该无线传感器网络平台上,设计了一个含多传感器的数据采集节点,并在数据链路层对该节点的发送帧进行了研究与设计。对完成的无线传感器节点进行测试、监控。实现了分布式无线传感器网络节点的功能。     

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.     

一种无线传感器节点及通讯协议的研究

介绍了基于CC2420与ATmega128的无线网络传感器网络节点的设计,并在此基础上研究了一种通讯协议.所组成的无线传感器网络实现了数据的多跳传输和节点的自组织.该节点可应用于无线数据通讯,军事,环境监测和安全预警等领域.     

基于ZigBee的无线水表抄表系统的设计

为方便、准确、及时地对用户水表用水量进行抄读,实现水表抄表的自动化、网络化和规范化,建立了基于ZigBee无线网络的自动抄表系统,提出了无线抄表的方案,并完成了对节点电路及各相应模块电路的设计。通过测试,节点模块能准确地对脉冲水表进行抄读,并且各节点之间可以顺利、准确地实现数据的传输,证实了将ZigBee技术应用于无线抄表的可能性。     

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.     

基于ZigBee技术的多节点设备无线物联自组网设计

设计了一种基于ZigBee的多节点设备无线物联自组网络,采用ZigBee芯片CC2530构建终端采集节点、路由节点和协调器节点。终端采集节点周期性采集数据并通过多跳路由和协调器将数据上报到PC监控端。系统节点之间能够自组织构建网络,节点发生故障时,网络能够自我修复,使系统正常工作。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

无线传感器网络便携式用户接口的设计与实现

重点考察无线传感器网络的人机交互问题,设计并实现了一种基于手持移动设备的无线传感器网络用户接口,以方便人们对传感器网络节点的灵活访问与控制。该用户接口搭建于Pocket PC平台,通过蓝牙与汇聚节点进行双向通信,从而实现对整个无线传感器网络系统的监控。用户可以通过便携式接口现场采集与处理传感器网络节点的数据,同时也可以发送指令对汇聚节点和普通节点进行各种设置。演示实验结果验证了该接口系统的可行性与有效性。     

基于Stackelberg博弈的双层水下传感器网络功率分配算法

针对水下传感器协作通信网络中能量消耗严重的问题,为了平衡节点间的能量消耗,同时提高系统的信道容量,提出了基于节点剩余能量的分布式博弈功率分配算法。将用户节点和中继节点间的交易模型构建为双层的Stackelberg博弈,使剩余能量少的节点提供较少的功率进行转发服务,反之则提供较多的功率进行服务,从而平衡节点间的能量消耗。与未考虑剩余能量的算法相比,在有2、3和4个中继节点时,信道容量分别提升了9.4%、23.1%和16.7%。仿真结果表明,该算法不仅提高了系统总的信道容量,而且延长了水下传感器协作通信网络的生存时间。     

传感器网络中的数据查询处理

传统的传感器网络采用集中式数据管理,不能有效利用便宜的本地计算来代替昂贵的网络通信.采用分布式的方法,在sink节点的应用层与网络层之间增加查询代理层,把用户查询分发到相关的传感器节点上进行处理.这样,通过减少网络传输的数据量,来降低传感器节点的能量消耗,延长网络寿命.     

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。     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

面向电力设备的温度检测节点功耗研究及自供电电源设计

对电网中电力设备进行实时的温度检测是避免电网设备故障与安全事故的重要手段,采用非接触式的无线测温技术是近年来电力系统向智能化发展的重要体现。针对智能电网的发展需求,设计了一种基于无线射频通信技术的温度检测节点,该节点由温度传感器DS18B20、超低功耗单片机PIC18LF14K50与无线射频收发芯片MRF49XA组成,可实现休眠等待、数据采样处理与无线通信3种工作状态。通过设置不同工作状态下的关键参数,对温度检测节点的平均功耗进行测试比较,总结归纳了节点功耗规律。在此基础上,为温度检测节点设计了一种基于LTC3588-1芯片的自供电电源管理单元,采用成熟可靠的感应电流取能技术满足温度检测节点的自供电需求。研究表明,当节点处于充满电状态时,一旦切断能量源,节点仍能持续稳定工作47 h,足以维持温度检测节点的正常工作直至电网恢复正常运行。     

基于CAN总线的服装吊挂流水控制系统

设计与实现一种基于CAN总线的服装吊挂流水控制系统。阐述系统的总体结构、软硬件组成及CAN通信的实现。系统实现了33个节点之间及节点与PC机之间的通信,完成了系统对流水线的控制及PC机对节点的监测管理。实际应用表明,该系统运行稳定可靠,使用方便,满足了生产需要。     

一种WSN网关节点的设计与实现

无线传感器网络WSN是由分布在给定区域内大量无线传感器节点构成的一种新型信息获取系统,而无线传感器硬件节点的设计与实现是其应用的关键和基础工作.针对将无线传感器网络应用在青藏铁路沿线多年冻土区典型段进行地温、变形监测方面的特殊要求,设计了一种无线传感器网络系统,该网络由大量普通传感器节点、若干网关节点及一台计算机构成.无线传感器节点布撒在需要监测的区域内.将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后,通过相邻节点接力的方式传送给网关节点.网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以有线的方式将数据传送给最终用户计算机.本文详细介绍了一种基于CC2431的网关节点以及基于C8051F320的USB接口的软硬件设计与实现.     

基于定向天线WSNs的水稻田温湿度监测系统设计

针对水稻田中存在的远距离通信问题,利用定向天线通信距离远、方向性好,抗干扰能力强等优点,设计了一种适合水稻田温湿度监测的无线传感器网络(WSNs)系统。节点以MSP430F149单片机作为主控芯片,并以该节点为硬件平台编写了定向天线分簇路由协议和监控终端软件。利用该系统在水稻3个典型生长期:苗期、拔节期和抽穗期进行实验,节点天线所处高度分别为0.5,1,1.5 m,节点的最大通信距离分别为207.4,235.6,258.2 m。进行了温湿度测试实验,结果表明:该系统能够准确监测水稻田中温湿度的变化,各节点间测得的温湿度显示稳定,能够满足水稻田环境信息监测的应用要求。