基于AT86RF212芯片的无线传感器网络节点的设计

提出了一种采用AT86RF212芯片的无线传感器网络节点硬件电路设计方案。网络节点能工作在780MHz频段,与IEEE802.15.4c标准兼容。首先简要叙述无线传感器网络节点结构,然后介绍了网络节点各部分硬件设计,最后提出一套测试指标用以分析网络节点的功耗与可靠性。通过实测数据表明设计的网络节点具备低功耗、高可靠性。     

高寒地区光伏供电无线传感器节点设计

针对青藏高寒地区的特殊环境,通过选择低功耗SHT11传感器、CC2530无线传输芯片和提高光伏器件配置余量等措施,设计了一个光伏供电无线传感器节点系统,有效解决了高寒地区无线传感器网络节点的供电和续航问题,同时这一设计方法也可应用于小区、楼宇、温棚等环境数据的监测。     

无线传感器网络节点低功耗设计策略

为了降低无线传感器网络节点的功耗,从硬件和软件方面论述了节点的低功耗设计策略,包括传感器、单片机、无线通信模块等器件选择原则,采取降低单片机工作电压、工作频率的方法和增加无线模块睡眠时间,减少软件运行时间等措施。设计了基于MSP430F449单片机与CC2420无线通信模块的传感器节点。测试表明,按照低功耗策略组建的节点在智能化节能温室无线监控系统中应用良好,工作稳定可靠,具有突出的低功耗性能,达到预期目的。     

基于WSN的高铁线路防入侵系统研究

针对不法分子利用金属设备破坏防护网或刺丝滚笼进入高铁线路实施盗窃或破坏的违法犯罪行为,提出了基于无线传感器网络的高铁线路防入侵系统.该系统结合无线传感器网络低功耗、自组网的技术特点,搭建了高铁线路防入侵系统架构,提出了数据采集节点的设计方案和节点部署方案.其中,数据采集节点集成了被动红外、超声波和磁场传感器,三传感器报警数据以“相与”的形式输出作为系统报警信息;重点研究了中继节点的部署方案,并对方案进行了仿真和实例分析,结果表明当中继节点间距不大于140 m时,其数量误差被控制在10％以内.该系统能够有效监控高铁线路的入侵行为,并为行车安全提供保障.     

32位高性能传感器网络硬件平台的设计与开发

灵活可扩展的高性能无线传感器网络硬件是支撑科学研究与工程实践必不可少的基础平台.以高性能低功耗的STM32微控制器和高灵敏度CC2520无线收发器为核心芯片,设计开发了基于Cortex内核的新一代32位传感器网络开源硬件平台OpenWSN节点,并提供了符合通用模块互联总线规范的外扩接口,以方便与各种传感器和外扩功能板连接.在开源OpenWSN软件的支持下可快速构建传感网研究与应用平台.该设计遵循低功耗、高扩展、高可靠、低成本和微型化原则,实测表明具有良好的传输性能和低功耗特性,为进一步开展同步振动测量等高性能传感网应用奠定了良好基础.     

基于无线传感器网络节点的无线防误锁具设计

无线传感器网络使用电池供电,能量十分有限,其功耗问题严重制约了无线传感器网络的发展与应用。结合无线防误锁具,从硬件选型和低功耗软件设计两个方面设计无线传感器网络节点,降低功耗,延长网络的使用寿命。     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

舱内低功耗无线传感网络系统设计

在火箭参数测量系统中,传统的传感网络使用电缆进行连接,随着测试点的增加,大量缆线的使用不仅带来了多余的负载和功耗,而且还占用了大量的舱内空间,为火箭舱内其他设备的布局和安装造成巨大的困扰。针对上述问题,提出了一种基于CC1310的无线传感网络（WSN）设计方案,实现测试系统无缆化。该设计选用通信频段低于1GHz（Sub-GHz）的超低功耗射频芯片CC1310作为传感网络控制器,使用低功耗的K型热电偶AD8495实现温度数据的采集,使用锂电池为传感器节点供电。软件设计实现了传感器节点周期性休眠和唤醒侦听机制,主节点轮询访问传感器节点获取状态和数据的功能,完成了传感器节点低功耗设计并且数据的可靠性可以得到保证。经试验测试,该系统设计合理,具有功耗低、数据传输稳定可靠等显著特点,且系统在组网后工作状态平均能耗为88μA,可实现火箭舱内环境参数的进行长期测量。     

输电线路无线传感网络低功耗通信技术研究

针对输电线路无线传感网业务的周期性特点和传感器野外长时间工作要求,综合考虑了节点间能量标准化后的统计参数、路径上的能耗与节点的总能量、路由跳数,提出了基于休眠唤醒机制的传感网络低功耗通信技术,之后提出算心跳信息预测和功耗智能分配方法,来寻求路径上节点个数的最小化,满足电力输电线路状态监测感器网络对时延的需求,一方面考虑网络路由的低功耗,需要寻找整体功耗最小的路径,减少网络消耗的总能量;另一方面考虑节点能源消耗因素,使能量较高的节点能够更频繁的参与网络数据的转发,能量较低的节点尽量少的参与网络路由,延长网络寿命。     

基于无线传感器网络的变电站设备温度监测系统设计

将无线传感器网络技术应用于变电站监测系统,采用高性能、低功耗的MSP430F149作为主微处理器芯片,构建了一种由多个传感器节点、中心节点和监测计算机组成的变电站设备温度监测系统。通过传感器技术、微处理器技术和无线通信技术的融合,实现温度数据的采集、融合和传输,保障变电站设备的安全运行。     

TinyOS程序开发及TOSSIM仿真

TinyOS是一个开源的组件化操作系统,它采用组件化描述语言nest进行开发,主要针对资源非常有限的无线传感器网络节点而设计。本文从NesC语言基于组件化编程的特点入手,分析了基于Nesc语言的应用程序结构及编程步骤,并结合实例研究了TinyOS中利用TOSSIM平台进行无线传感器网络仿真的具体过程。     

No wiring constraints

Wireless technologies are gaining increased acceptance as a viable technology within the industrial solution space. However, it is important for control system architects to fully understand not only the benefits but also the challenges and limitations of wireless technologies. The complex interrelationships between the various wireless technology characteristics require careful tradeoffs to be made in the design of the solution. This is especially true for applications that need to handle continuous data streams where high capacity is critical to maintain the scalability and reliability of the network. Although still relatively new, mesh networks have proven themselves to have significant advantages in robustness, scalability, and low-power consumption over other wireless technologies for use in industrial monitoring applications. Mesh networks employing PDR address the scalability challenges of wireless sensor networking that can limit implementation in production situations by significantly increasing overall packet-delivery rate and reducing network communication overhead. HC_WSN, an approach that will emerge as the important next trend in the wireless sensor networking industry, can be implemented in addition to PDR techniques and will further support the increasing number of applications that require the wireless sensor network to handle greater amounts of data.     

建筑能耗无线监测系统模型及多Sink节点路由策略研究

为解决多sink节点无线传感器网络中存在的节点能量消耗不均衡的问题,提出基于比例的动态负载均衡(DRBSLB)多sink节点路由策略。以负载信息量为均衡对象来协调各sink节点,避免部分sink节点负载过重,使负载较轻的sink节点以一定概率多分担一些数据传输任务;并根据总体剩余能量的大小计算出系统整体sink节点能够继续工作的剩余时间最大值,然后对sink节点所服务的node数量进行重新分配,以实现整个网络的能量均衡。仿真结果表明,采用DRBSLB协议后网络中出现节点死亡的时间延长10倍以上。DRBSLB协议改善了各sink节点负载的均衡性,有效延长了网络生存时间。     

道路内部温湿度数据采集系统

传统道路检测方法一般只是检测道路表面的裂缝、凹陷等。为检测道路内部的状况,采用自供电无线传感网络采集道路内部温湿度数据。将整个无线传感模块用环氧树脂封装保护后埋入路内,通过自供电模块收集路面负载能量并为无线传感节点供电,收集到足够能量后传感器开始采集数据,并通过无线传感网络将采集到的数据传输到外部数据处理中心。实验结果表明,经过4个月的数据采集,埋入沥青路内的无线传感系统可以长期有效地发送数据,并通过收集到的道路温湿度数据,可以分析出当前道路结构健康状况。     

基于TrueTime的无线传感器网络仿真

针对智能家居环境监测系统,设计了ZigBee超低功耗无线传感器网络节点。为了测试所设计的节点在节点数目较多的网络环境中的数据传输情况,采用MATLAB7.0的TrueTmie工具箱,根据实际设计的节点参数,设计了具有较多节点的ZigBee无线传感器网络仿真模型,并进行了仿真试验。仿真试验结果表明,所设计的节点在节点较多的网络环境中能够稳定运行。     

基于MSP430和NRF2401的WSN节点设计

本文主要介绍了无线传感器网络节点的分析和设计。系统选用了低功耗的MSP430系列单片机作为控制器,同时选用了低功耗的射频通信芯片NRF2401。软件部分设计了一种突发通信模式,利用NRF2401提供的ShockBurst通信模式进行数据通信。同时系统程序部分充分利用MSP430系列单片机提供的低功耗模式以降低系统的总功耗,此外本文就各模块芯片的通信协议以及对应的程序也进行了具体的分析。     

智能楼宇中无线传感网混合接入设计

本文针对智能楼宇环境,设计并实现无线传感网络、电力线载波网络和以太网接入的混合网络。文中的混合网络中,无线传感网络在频域和空域上分割子网,并在每个子网的接入节点进行了分布式判决。电力线载波网络将各个无线传感网进行连接,并通过以太网接入节点将信息采集并发送至Internet。本设计在保留了无线传感网优点的前提下,利用了现有电力网络布线设施,并且满足远程监控要求,同时解决了无线传感网随着节点数目增多而信号连通性急剧下降的问题。使得智能楼宇环境中组建大型无线传感网络成为可能。     

基于ZigBee的环境监测无线传感器网络节点设计

针对环境监测具有偏远、分散、易变、多样等特点,提出一种基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案。采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势,网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。根据环境监测系统的技术要求,设计了系统结构和硬件电路,并给出了软件流程。试验测试表明,该网络节点具有较好的稳定性和较高的通信效率,可以满足环境监测对无线通信网络传输及组网要求,具有较好的推广价值。     

ZigBee技术在城市管网监测系统中的应用

针对目前城市管网运行中存在的问题,提出了一种基于ZigBee技术和GPRS通信网络的市政管网无线监测系统。给出了ZigBee无线传感器节点和网络协调器节点的软件和硬件设计方案。重点介绍了利用动态域名解析实现GPRS模块同监控中心计算机建立通信连接的方法。实验证明,基于ZigBee技术和GPRS通信网络的城市管网无线监测系统实现了监测区域内传感器的密集覆盖,保证了管网数据的实时性、可靠性和完整性。