蔬菜温室智能测控系统关键技术研究与应用

首先介绍蔬菜温室智能测控系统的项目背景。其次,阐述基于ZigBee技术的无线传感器网络软硬件的设计与实现方法,主要设计无线传感器网络发送节点、接收节点的硬件和数据通信协议,并且给出上位机软件的核心算法。最后,阐述蔬菜温室智能测控系统设计与实现。实践证明,本项目所研究的关键技术能够实际应用在设施农业智能控制系统中,进而可以应用在其他领域,具有较强的推广价值。     

基于全局状态观测器的网络控制系统节点同步控制方法

提出了一种采用全局状态观测器实现网络控制系统(NCS)节点同步控制的方法,即在控制器节点建立全局状态观测器,用以收集各网络节点的运行状态信息,计算出全局状态控制变量决策NCS的同步控制行为,实现NCS多个传感器节点同步采集或多个执行器节点同步输出控制。给出了全局状态观测器的设计,并依据观测器状态输出变量,采用两次同步激发控制使多个网络节点同时切入同步处理程序。该方法提供了一种可行的解决NCS节点同步控制问题应用程序设计思路,可以消除NCS节点同步控制误差,减小由于节点同步控制误差给系统控制性能带来的不良影响。     

基于CAN总线的高精度温湿度监控系统

本文介绍了一种高精度温湿度自动监控系统的设计原理和实现方法。通过采用CAN总线网络及高精度温湿度传感器,并进行相应的软、硬件设计,实现了对分布式网络的温湿度采集节点的数据采集与传输。实验结果表明,该系统克服了传统温湿度监控系统传输效率低和实时性差的缺点,提高了数据采集准确度,符合日益严格的温湿度环境条件监控需求。     

基于L-WSNs的货运列车轴承在线监测方法

针对货运列车的结构与运行特点,应用线性无线传感器网络(linear wireless sensor networks,L-WSNs),提出货运列车轴承在线监测方法,并开发监测系统。研究并解决网络路由协议、振动数据压缩编码传输以及Zigbee节点设计3个关键问题,在高速电主轴转子及液压系统上进行振动与温度信号组网监测试验,并分析试验结果及节点能耗,最后预估节点寿命。试验与分析结果表明:监测系统可同时实现4路振动及温度信号的同步采集与组网传输,实时性好、误码率低;同时,网络节点能耗与寿命也满足系统要求。     

基于ZigBee的起重机监控系统

为实现对起重机的有效监控,设计了一种基于ZigBee的起重机监控系统。详细介绍了网络中节点硬件设计和后台软件设计。该系统能够对起重机的运行状况进行实时监控,具有成本低、功耗小、扩展性强、安全性高等优势。     

一种适合异构P2P网络的树形结构覆盖层

为实现异构网络下的P2P应用,分析了具有异构融合特征的P2P网络的特点,提出了与之相适应的基于二叉树结构的覆盖层网络(TSOHEN)的设计方法.该方法根据节点的不同功能和属性将节点分为普通节点和混合节点两大类,并为每类节点设计了适应异构特征的路由表,对各类节点的加入和离开功能设计了相应的算法,并通过混合节点实现跨网的P2P查询操作.数值和仿真结果表明,该覆盖层设计能够有效地适应异构网络的环境,树形结构也没有使得根节点和叶节点的负荷产生明显的区别,各混合节点的负载也基本平衡.在大规模节点数量的情况下,TSOHEN的各种算法仍具有良好的收敛性.     

基于DSP的智能家居无线网络节点的设计

 将无线传感器网络技术融入智能家居系统中,设计合理的网络节点成为智能家居系统的核心问题．在分析无线传感器网络节点结构基础上,提出以DSP 芯片TMS320F206为处理器、AT86RF230为无线通信芯片的无线传感器网络节点．充分考虑节能和扩展性的需求,采用节点定时打开与关闭的协议且打开与关闭的时间比为1∶99．试验表明该无线网络节点能满足低功耗、长传输距离、准确定位、抗干扰的要求．     

一种分布式无线传感器节点监控系统设计

对于大区域地下爆炸毁伤效能测试,分布式传感器网络是其参数获取的重要手段,对传感器节点监测也是其重要的研究内容.针对于此,本文设计了基于LabWindows/CVI的远程无线传感器节点监控系统,通过对线程应用、协议设计、MATLAB混合编程和组网布设等操作,实现对多个传感器节点同时的远程控制、数据回传和数据预处理.试验结果表明:该系统能实现3km内的无线通信、对16个汇聚节点对应的64个传感器节点同时控制、64套传感器数据同时回传.数据处理后的波形较为平滑,已成功应用于对地下爆炸毁伤效能的评估.     

用于无线传感器网络的光伏微能源系统设计

微型传感器节点通常采用能量有限的电池供电,电池的使用寿命限制了传感器节点的寿命.针对传感器网络的特征和需求,设计了光伏微能源系统,并与微型传感器节点集成,形成自供电的微系统.光伏微能源系统主要包括光伏电池、聚合物锂电池和能源管理子系统.本文阐述了光伏微能源系统的设计,并对微系统的实验测试结果进行了分析.实验结果证明,光伏微能源系统能够自行补充能量,延长传感器网络的使用寿命.     

基于CC2510的星形无线网络温度采集系统设计

设计以CC2510无线单片机构架的星状拓扑无线网络为网络基础,以多个DS18B20数字温度传感器终端节点构成的无线温度采集系统。简要介绍CC2510、DS18B20的功能特点,并详细介绍温度采集系统的软硬件设计。该系统有多个终端节点、一个数据中心和一台电脑组成,单独工作的终端节点能够连续多点测温,并且通过显示电路显示显示,整个系统,通过传感器的编号对应相应的位置实现区域的温度的实时自动监控,且能够通过串口连接到电脑进行操作,具有高精度,自动化,多功能,高度的可扩展性以及低功耗等特点。     

基于ZigBee无线传感器网络的仓储监控系统的设计

无线传感器网络技术或物联网技术近年来引起了国内外研究者的广泛关注,并开始大量应用在工业、农业、环境等领域。仓库、大型储藏室等设施对空气中的温度、湿度、光强等环境因子非常敏感,且存在盗窃隐患。本研究就是立足于仓储设施的这一需求,设计了一套无线传感器网络监测系统。本系统通过传感器节点实现人体红外、温湿度及光强传感器的检测,并将信息汇聚到主控节点,可以实现环境异常报警,降低了人工巡视的工作强度。     

一种基于CAN和TCP/IP二级网络的监控系统

设计并实现了一种基于CAN和TCP\IP二级网络的监控系统.采用面向对象封装技术研究设计了监控对象的应用层协议;运用分布式技术,对主控节点的动态智能定位、企业网内并发性控制、指令传输的实时性等关键问题进行了详细分析和应用研究.     

新型血制品冷藏温度自动采集管理系统的开发

新型温度自动采集管理系统,对血制品冷藏设备温度进行自动采集、管理和处理,实现了温度管理的现代化、信息化和网络化.系统由数字式温度传感器、温度采集器、信息汇集器、温度信息管理平台组成,设计中采用了485总线,实现了单一网络的多节点直接连网.     

基于WSN的无人值守环境参数测量系统设计

基于自主研发成功的ZigBee网络协议栈设计一套应用于无人值守环境下的无线传感器网络环境参数测量系统,由采集节点、汇聚节点和终端控制器组成。系统通过实时时钟控制系统电源通断的低功耗硬件设计方案将采集节点的休眠电流减少至微安量级;通过软件同步设计方案保证系统正常运行的节拍并解决汇聚节点与终端控制器以及采集节点与汇聚节点失联情况的发生,实现路由信息可视化,保证网络拓扑在终端控制器界面上的完整显示。通过单日和一个月测试实验表明:该系统可以精确测量土壤温度,与数字温度计相比,最大偏差绝对值为0.6℃,最大均方根误差为0.43℃,单日土壤温度变化趋势也与实际情况一致;在太阳能资源缺少的区域,系统能够实现无人值守环境下土壤温、湿度的长期测量。     

基于WSN和COMWAY协议温室大棚参数远程监控系统设计

针对传统温室大棚参数监控的现状,将WSN、GPRS技术和COMWAY通信协议应用于玻璃温室大棚参数远程监控系统,设计专用WSN节点,实现温室土壤温湿度、空气温湿度和光强监测与控制功能。现场监测数据通过WSN节点、Zig Bee-GPRS网关和Internet网络上传到远程计算机进行实时显示和处理。采用COMWAY虚拟串口技术,实现现场调节设备和远程计算机之间的无线对接。经组网调试,系统性能稳定可靠,测量数据准确,具有较高的性价比和推广应用价值。     

无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统研究

为延长无线传感器网络的使用寿命,研究了如何系统地设计无线传感器网络节点的能量自治系统。提出了基于能量收集技术的太阳能供电系统模型,根据农田信息远程监测系统实施的具体要求,设计了无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统,详细地阐述了系统整体结构、功能模块设计、能量管理策略以及实验器件选型,具体地分析了实验测试性能。实验结果表明,该能量自治系统在实验测试条件下,每天3至4小时的光照时间即可保证无线传感器网络节点以10%的工作占空比持续运行约4至5年。     

无线传感器网络WSN硬件设计

传感器网络节点作为一种微型化的嵌入式系统,构成了无线传感器网络的基础层支撑平台。因为无线传感器网络大部分是采用电池供电,工作环境通常比较恶劣,而且数量大,更换电池非常困难,所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一,从无线传感器网络节点的硬件设计到整个网络各层的协议设计都把节能作为设计的目标之一,尽可能延无线传感器网络的寿命。本文介绍了无线传感器网络的概念、特点以及无线传感器网络节点的组成,重点分析比较节点各组成单元各种常用芯片的特点,并且始终将低功耗作为比较的重要标准之一。     

无线传感器网络数据转发器硬件电路设计

为了建立传感器节点和远端上位控制机之间的通信链路,利用无线传感器网络技术,设计实现了无线传感器网络数据转发器的硬件电路。数据转发器由工控机、无线通信模块以及电源管理模块三部分组成。系统能源主要来自于太阳能蓄电池,为了达到无线传感器网络的低功耗要求,数据转发器采用休眠任务唤醒模式。实际应用表明,此系统具备低功耗、能量自给、可远距离控制的特点,具有广阔的应用前景。     

基于CAN总线的电机实时监测系统设计

电机状态监测用到的传感器类型多、数量大、位置分散,本文基于控制器局部网CAN状态对一款水电厂电机运行状态实时监测系统总体进行合理的设计。对传感器网络节点进行模块化设计和调试,对CAN传输层协议进行初步编制和使用。MSP430单片机作为子模块核心部件,实现对工程数据的高效获取和对CAN协议传输的控制;基于CAN总线实现数据实时、高效和高可靠性的传输。     

基于FlexRay总线的多节点通信设计

针对FleaRay总线在分布式测控系统中多节点传输控制过程中功能单一的问题，将微控制器、通信控制器、总线收发器等组成电子控制单元，实现多节点网络间的静态段和动态段的数据收发通信等功能。实验表明：组成的通信网络的节点之间可进行数据收发，传输过程中无丢帧、错帧，满足分布式测控系统的可靠、精准要求。