基于无线传感网的配电监测系统设计

基于自组网的无线传感网技术能便捷地实现区域多节点数据采集,其分布式控制能极大地提高网络在恶劣干扰环境下的鲁棒性。将协作分集技术应用于该系统,进一步提高了网络的鲁棒性。采用基于CC2430型ZigBee芯片,以及基于最大信噪比中继选择策略的协作分集技术,实现数据采集和无线自组网;基于SIM300型GPRS无线模块,实现Internet网的接入;采用基于AS-216M型GPS模块进行监测点定位和GIS管理。最终实现了电网配电状态数据在无线方式下的动态监测,既增加了网络的灵活性,又增加了鲁棒性。     

Energy Efficient Medium Access Protocol for Wireless Medical Body Area Sensor Networks

This paper presents a novel energy-efficient MAC Protocol designed specifically for wireless body area sensor networks (WBASN) focused towards pervasive healthcare applications. Wireless body area networks consist of wireless sensor nodes attached to the human body to monitor vital signs such as body temperature, activity or heart-rate. The network adopts a master-slave architecture, where the body-worn slave node periodically sends sensor readings to a central master node. Unlike traditional peer-to-peer wireless sensor networks, the nodes in this biomedical WBASN are not deployed in an ad hoc fashion. Joining a network is centrally managed and all communications are single-hop. To reduce energy consumption, all the sensor nodes are in standby or sleep mode until the centrally assigned time slot. Once a node has joined a network, there is no possibility of collision within a cluster as all communication is initiated by the central node and is addressed uniquely to a slave node. To avoid collisions with nearby transmitters, a clear channel assessment algorithm based on standard listen-before-transmit (LBT) is used. To handle time slot overlaps, the novel concept of a wakeup fallback time is introduced. Using single-hop communication and centrally controlled sleep/wakeup times leads to significant energy reductions for this application compared to more “flexible” network MAC protocols such as 802.11 or Zigbee. As duty cycle is reduced, the overall power consumption approaches the standby power. The protocol is implemented in hardware as part of the Sensium™ system-on-chip WBASN ASIC, in a 0.13- $mu{hbox {m}}$ CMOS process.      

大规模无线传感器网络能效性分析

能效性是无线传感器网络的重要性能指标。本文给出了针对移动ad hoc和大规模传感器网络的能耗分析方法,研究了网络参数间的相互影响。利用本文的分析结果,通过设置网络和信道参数,如信道衰减率、节点移动性、消息到达率等,可验证不同的设计模式。优化唤醒的分析结果提供了对优化调度和精确时钟情形下性能的量化估计。     

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。     

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。     

无线传感器网络在电力系统应用中的关键技术浅析

根据电力系统和无线传感器网络本身的特点,简单分析了无线传感器网络在电力系统中应用需解决的关键技术,并总结了一些解决方案,以加快无线传感器网络在电力系统中的应用步伐.     

无线传感器网络节点的系统设计

节点的系统设计技术是组建无线传感器网络的关键技术之一.本文研究了无线传感器网络节点的系统设计与实现方法.根据无线传感器网络的特点提出了节点系统设计的重要指标,并根据这些指标进行系统结构设计和硬件选型.分别阐述了节点板和传感器板的硬件设计,并详细讨论了基于ATmega128L和CC1000的通信电路设计和控制软件结构.最后给出了I/O扩展接口的设计.     

两种无线传感器网络的能耗分析

本文针对主动网络和反应网络进行了包括传输能耗、侦听能耗和休眠能耗在内的能耗分析，推导出了能耗与节点密度和地理尺寸的数量级关系，并基于消息占空周期、信道衰落因子和网络移动性，计算出网络能效性和物理层、协议层开销。当消息占空周期的临界值低于该值时，反应网络更具优势。     

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。     

振动能量供电的矿用无线传感器网络研究

针对现有矿用无线传感器网络使用的传统供电方式所带来的不足,根据振动能量收集装置在国内外的发展情况,提出了使用振动能量供电的新型无线传感器网络,研究了采用振动能量收集装置对矿用无线传感器网络所带来的优势和可行性分析,结果表明使用振动能量收集装置的矿用无线传感器网络可以极大地增强无线传感器网络的监测作用。     

无线温湿度传感器自动校准系统的设计

针对馆藏文物环境监测系统中无线温湿度传感器的校准问题,设计实现了一种不需要标准检定箱,基于无线温湿度传感网络通过通信协议对温湿度传感器进行校准的便携式现场校准系统.使用VC++6.0设计实现了数据采集与校准软件,远程采集现场的温湿度传感器与基准温湿度传感器数据,下发校准指令到温湿度传感器,传感器设备接收到数据后根据自身算法进行自动校准,经测试,该方式操作简便,使用方便,校准结果稳定有效,为馆藏文物温湿度传感器的校准提供了一种新的方法.     

基于无线公网和ZigBee无线传感器网络技术的输电线路综合监测系统

以无线公网(GPRS/CDMA)和ZigBee无线网络通信技术为基础研发了一套输电线路综合监测系统,该系统把与输电线路相关的各个监测硬件单元分别设计为独立的无线传感器节点,利用无线传感器网络进行数据收集,并通过无线公网把数据传回监测中心。文章详细阐述了监测主机以及用于监测弧垂、输电线温度和绝缘子的无线传感器节点的硬件结构和工作流程。采用ZigBee无线网络技术使得输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性和安全性,并且便于维护,功耗较低。     

基于CC2431的无线传感器网络节点设计

针对无线传感器网络节点的特点,分析了无线传感器网络节点的结构体系,采用了模块化的设计方法,对节点的各个组成模块进行了设计。通过与购买的节点在不同的距离和干扰的情况下的误码率的比较,表明该节点具有较好的通信能力和较强的抗干扰能力。     

基于无线传感器网络的高压开关柜多点温度监测

对高压开关柜温度在线监测的必要性进行了分析,并对目前测温的方法进行了对比。依据无线传感器网络与一点对多点通信系统原理,提出了一种基于无线温度传感器网络的高压开关柜一点对多点监测系统的设计方案,包括系统的硬件选型、系统的软件和双向通信协议设计。该系统成本低、结构简单、便于安装、功耗低,通信协议简单,数据通信稳定性高,监控显示界面直观,可以应用于变电站的高压开关柜多点测温。     

Exploiting Context-Awareness in Cluster-Based Wireless Sensor Networks

Most of the wireless sensor network's (WSN's) applications require getting accurate information as well as uninterrupted, prolonged service life. Among the constituting elements of WSN, an efficient routing protocol plays a significant role in attaining such service requirements. In this article, an energy efficient routing protocol, context-aware clustering hierarchy (CACH), is proposed where cluster formation is based on the context of the environment. Moreover, a technique is utilized to avoid similar data traffic across the network. The performance in the simulation shows energy saving which ensures prolonged service life. Copyright © 2009 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

流量自适应的无线传感器网络媒体访问控制协议

在参考无线传感器网络媒体访问控制协议(MAC)———S-MAC的基础上,提出了基于流量的占空比动态调整的无线传感器网络MAC协议(E-MAC)。协议通过改进睡眠策略,增加新的数据发送周期,在提高数据转发率的同时,又实现了由此带来的额外能量损耗极小化控制。实验表明:相较于现有协议,在没有明显额外能量损耗的情况下,E-MAC协议具有更高的数据分发效率、更短的数据分发延时。     

嵌入式无线电话报警系统设计

利用SOC型C8051 F020单片机控制系统,结合现有电话网络和射频无线通信及传感器技术,设计了嵌入式无线电话报警系统。对系统的工作原理及设计要求进行了简单介绍,详细阐述了系统的软硬件设计。经使用表明,系统经济、可靠,具有较好的应用前景。     

基于无线传感网的变电站人员定位跟踪系统

为了加强对变电站工作人员的监督,设计了基于无线传感器网络技术的变电站人员定位跟踪系统。该系统通过微波感应模块对危险区域进行布防,采用区域重叠定位算法进行人员定位跟踪,对非法人员进行声光告警,利用WSN通信节点进行数据传输,通过后台监控中心显示相关信息,有利于对相关人员进行实时、有效的监控,确保变电站作业的安全性与规范性。     

无线传感网络与模糊控制在照明系统中的应用

随着移动互联网技术的迅猛发展,人们对照明系统节能化、舒适化、智能化的需求不断提高。而现有的照明控制系统存在“长明灯”耗能、调光复杂、功能单一等缺陷,无法满足现代人的生活品质需求。针对上述问题,设计了一套基于无线传感网络与模糊控制的LED智能照明系统。该系统通过ZigBee无线传感网络获取室内照度信息,将照度误差值和误差变化量作为模糊控制器的输入,并结合PWM调光技术,实现了灯具亮度的模糊控制。测试结果表明,该系统可达到节约能源、智能管理的目的,具有实际应用价值。     

无线传感器网络在楼宇自动控制系统中的应用

将Modbus通信标准应用于无线传感器网络中,并详细阐述了系统设计方案及Modbus无线转换模块的设计.最后提出了Modbus协议在无线传感器网络中的无线路由方案及实现方法,通过modbus协议方便地组成了一种拓扑式的网络.