基于无线传感器网络的中央监控系统的设计

设计了一种无线传感器网络中央监测系统.以承栽ZigBee技术的CC2430芯片为无线节点的检测与信息处理核心,结合温度、湿度传感器模块,构成无线传感器网络终端检测节点,对现场环境实时检测.并通过路由节点将数据上传;路由节点模块设计,采用无线或RS-485标准的方式与中心节点进行信息通讯,现场循环检测数据能实时传送给中央监控计算机.实现深入现场内部的多点检测和实时监测.在草莓大棚的应用表明,系统可以满足大棚信息采集需求.     

地下管线安全监测系统

为了防止地下管线被破坏,开发了一种基于ZigBee无线传感器网络的地下管线安全监测系统.监测系统由上位PC机、基于CC2530的中心控制节点和传感器节点以及传感器模块组成.在分析地下管线安全监测系统特点的基础上,确定采用长直线型拓扑结构.搭建了具有1个中心控制节点和5个无线传感器节点的无线传感器网络.设计了声音传感器和震动传感器节点的硬件电路.用C语言在IAR Embedded Workbench for MCS-51 Evaluation环境下开发无线传感器节点程序.基于Qt Crealor平台开发了上位机控制系统软件.     

基于无线传感器网络的水质监测系统研究

针对传统水质监测系统存在的布线麻烦、造价高与系统精度低等问题,通过对水质监测系统的数据通信模式、传感器节点硬件、传感器节点软件、水质信息感知元件等方面进行了研究。设计了一种基于无线传感器网络的水产养殖水质参数监测系统,该系统由多参数信息融合功能水质无线监测节点、无线路由节点、上位机监控中心组成。研究了水质信息传输过程,信息采集由传感器节点完成,系统采集到的数据由无线传感器网络发送给汇聚节点,汇聚节点再将水质数据通过RS232串口传送给本地监测中心。传感器节点采用了STM32高性能单片机,传感器部分采用了工业p H电极和YDC100溶解氧电极作为感知元件。研究了对水质进行实时监测、对超过限定数据进行报警,并且对水质状况进行预测预警等功能。对系统的性能进行了研究。研究结果表明,p H、溶解氧和温度的平均相对误差为4.06%、3.10%和0.85%,可满足水产养殖水质监测的应用要求。     

基于LoRa无线通信的农业环境监测系统设计

针对目前农业环境监测存在距离远、布线难、可靠性差的问题,设计了一款基于LoRa无线通信技术的智慧农业大棚数据采集及调控系统.该系统设计了以MSP430F247为处理器,搭载LoRa无线模块的底层监测节点,通过节点来收集传感器数据,并上传至系统平台进行分析、处理,同时平台也通过节点下发指令,实现大棚调节设备的控制以及报警...     

基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统

针对现有有线水环境监测系统布线困难、成本高、监测水域范围受限制等问题,设计了一种基于Zigbee无线传感器网络的水环境监测系统。该系统以Zigbee无线传感器网络和3G网络为核心,通过布置在监测水域的传感器节点进行数据采集,多个传感器节点构成1个无线网络,网关节点负责数据收集并通过3G网络传输给远程数据管理中心。实验表明:系统构建简单,工作稳定可靠,适应于大范围的水环境实时监测。     

基于改进AFSA算法的智慧农业监测网络研究

智慧化农业监测实际上是将无线传感器网络应用于农业监测场景中实时采集农田、气象、养殖等方面的数据。多个微小型嵌入式系统相互协作共同构成无线传感器网络,可实时监测、感知、收集和处理环境信息,并以无线通信方式进行信息交互。无线传感器网络覆盖是无线传感器网络监测的基础,直接影响网络感知质量。建立了面向农业场景的无线传感器网络覆盖问题模型,提出了一种基于改进人工鱼群算法的覆盖优化策略,提高了网络覆盖率和算法收敛性,得到最优网络传感器节点覆盖。     

基于ZigBee技术的测温无线传感网络平台设计

介绍基于ZigBee技术的温度检测平台的系统构成.该平台由节点和网关组成,节点内部集成了无线收发芯片和温度传感芯片,以无线的方式传输数据;网关用来收集无线网络中各个节点传输的数据,并通过以太网口与上位机互联.整个平台采用ZigBee协议进行无线传输,可应用于各种自动测温检测场所.     

基于虚拟仪器的无线传感器网络监控平台

为了提高无线传感器网络监控平台后台软件的通用性和开发效率,提出一种基于虚拟仪器的无线传感器网络监控平台的构建方案。后台软件采用图形化编程语言LabVIEW开发,实现了对无线传感器网络数据的读取、解析、存储、可视化显示、监测报警、远程监控和网络运行状态分析等功能。由于采用虚拟仪器模块化设计,更便于功能扩展,兼容多种无线传感器网络硬件节点,适用于多种场合。     

机械振动WSNs最小二乘发射功率自适应控制方法

机械振动无线传感器节点为了保证数据传输的可靠性采用最大发射功率,导致部分传感器节点传输能耗浪费。针对此问题,提出了一种无线传感器节点最小二乘发射功率自适应控制方法。首先,传感器节点在机械振动监测中进行簇内通信获得发射功率与链路质量的离散关系;其次,采用最小二乘法对离散数据进行线性拟合,建立数据可靠、节能传输的最小二乘发射功率自适应数学模型;最后,结合链路质量指示阈值计算出节点间数据传输的最优发射功率。对比实验结果表明,采用最小二乘发射功率自适应控制方法能有效降低机械振动无线传感器节点的传输功耗。     

基于LabVIEW和WSN的气体监测系统

文中介绍了利用LabVIEW平台,以无线传感线网络(WSN)作为数据传输方式,构建具有信号采集、显示、分析、保存和历史数据查询等多功能的虚拟仪器系统,实现对监测气体的远程操作.系统设计包括硬件设计(传感器节点与无线接收主节点电路设计)与软件设计(无线传感器节点软件、PC端USB驱动和LabVIEW程序设计),无线传感器节点软件设计使用CSMA/CD协议,保证了通信畅通,并使得传感器节点的增减灵活,无线解决方案使得危险区域的气体监测安全、方便和可靠.     

Performance evaluation of wireless networked control system via IEEE 802.15.4 with time-triggered CSMA/CA algorithm

This paper focuses on performance evaluation of wireless networked control system (NCS) via IEEE 802.15.4 with time-triggered contention-based carrier sensing multiple access with collision (CSMA/CA) algorithm to satisfy the industrial quality-of-service (QoS). Although the IEEE 802.15.4 is considered to a promising protocol for wireless NCS, its performance is not stable and its delay is not bounded under heavy traffic because its medium access control (MAC) is based on the contention-based CSMA/CA scheme. As an alternative approach to avoid these limitations, this paper presents a time-triggered CSMA/CA algorithm for IEEE 802.15.4 non-beacon mode that relies on a time division multiplexing access (TDMA) method. The time-triggered CSMA/CA algorithm for IEEE 802.15.4 non-beacon mode was implemented an experimental wireless NCS, and its control performance was compared with conventional CSMA/CA algorithm. Based on the experimental results, the time-triggered CSMA/CA algorithm is a feasible alternative for wireless NCS.     

基于802.15.6协议的MAC层接入访问方法研究

近年来,人体局域网(BAN,Body Area Network)迅速崛起,它是通过附着在人体表面或植入人体内的传感器系列节点在人体范围内进行通信的新型无线传感器网络。BAN节点具有能耗小,可扩展性高等特点,在人们的日常生活、医疗等领域广泛应用。它将采集到的生命体征信息ECG(Electrocardiogram),EEG(Electroencephalography)等汇聚到智能终端,通过现有的宽带无线传输网进行数据的传输,即可以实现随时随地的"自我感知""自我跟踪",极大的满足了医疗领域智慧医疗的需求。本文研究了通用网络MAC层中典型的三种接入方式Aloha、S-aloha、CSMA(Carrier Sense Multiple Access),比较其对整体网络性能的影响,并以15.6协议中规定的超帧结构为基础提出了一种具有业务优先级的新型超帧结构。在此帧结构中的竞争阶段运用S-aloha接入机制,在OPNET仿真平台上通过改变节点数个数、信道码率、数据包大小等参数分析对比出最适合BAN接入机制的模型。     

基于无线传感网扩频通信的跨层CSMA多用户接入

无线传感网是一个应用于恶劣传输环境下的异步通信系统,且对于节点的体积功耗具有较高要求。本文对异步扩频通信系统中的载波侦听多址接入（CSMA）碰撞机制进行改进,通过建立协议层和物理层的联系来减小碰撞概率,实现多用户基本同时的信息交互。其基本思想是通过侦听到的信号的相位调整发送信号的相位,使不同信息发送节点到达同一接收节点的扩频码相位不同,从而使接收节点可实现多用户分辨接收,并通过接收端的长时间相关峰值平方和来进行捕获确认,短时间相关峰值来进行解扩处理。从而使系统在对单信道接收系统复杂程度增加不大的情况下,具有多用户接入能力。     

基于无线传感器网络的机动车尾气在线监测系统

讨论了如何将固态电化学传感器与无线传感器网络相结合,来实现机动车尾气在线监测.首先提出了系统的工作原理和设计框架;在系统构成上,采用传感器节点、基站、数据处理监控中心的三层结构;最后重点研究了TiO2氧敏材料传感器的检测方法和CSMA/CA算法的实现机理.从而实现了机动车尾气在线监测功能,对城市空气的净化和生态环境的平衡起到良好促进作用.     

基于Zigbee无线传感器网络食用油监测系统的设计

针对多次煎炸食用油会产生致癌物的严重安全问题,提出基于Zigbee无线传感器网络食用油实时监测系统的研究方案。通过采集煎炸食用油的极性组分等参数来对其预处理、A/D转换、数据分析等,通过串口将数据传输至PC机,并通过监控软件进行显示、分析和存储。采用CC2530无线射频收发芯片IC-SoC为核心设计节点硬件,以Z-Stack协议栈作为节点软件,ZigBee采用CSMA/CA机制,有效解决了多个传感器节点同时发数据给协调器带来的信道拥塞冲突问题。该方案成本低廉、性能稳定、易于扩展、方便快速地组建实时监测网络系统,极大地提高生产企业的生产效率。     

基于WSN的粮库环境监测系统

针对粮库管理中环境监测数据准确性低,实时性差以及人力资源浪费的现状,综合运用无线通信技术和传感器技术,文中提出了一种基于WSN的粮库环境监测系统。采用AM2301数字温湿度传感器准确地采集粮库中各节点的温湿度,通过CC2530组建ZigBee无线传感器网络平台,实现数据的安全传输,并利用ZSensorMonitor实时观测粮库环境信息。该系统降低了粮库的管理成本,保障了粮食的安全,提高了管理的自动化程度。     

基于ZigBee无线传感器网络的气缸位置检测系统

针对工业现场中气缸位置信息传输的问题,提出了构建基于ZigBee技术的无线传感器网络,简要介绍了气缸无线化系统方案,利用CC2430和无触点式磁性传感器完成中心节点和终端节点的硬件设计,并给出系统软件实现流程。通过与Zigbee协议栈的接口,实现Zigbee网络的建立、节点加入、终端设备绑定等功能。经过搭建试验平台验证,该系统可以实现气缸位移信息的无线传输,减少工业现场复杂的布局布线等问题,证实了其有效性和通用性。     

无线传感器网络中以模式识别为基础的事件检测

实时事件检测是无线传感器网络中的一个重要服务:从连续数据流中识别事件片断并有效的分配系统资源和管理事件数据。作者提出了一个分布式的,实时模式识别机制用以检测无线传感器网络中的敏感事件。该检测方法允许用户进行事件模式查询,网络自动监测用户关注的事件模式。     

矿井无线传感器自适应低能耗MAC协议

讨论了无线传感器网络能量浪费的主要原因,结合井下的实际环境,提出了一种工程上易于实现的无线传感器MAC协议,在协议中引入功率控制机制,用适当的不同功率来发射RTS、CTS、DATA、ACK四种帧,并且提出了RTS/CTS的自主切换机制来降低井下无线传感器网络的能耗。仿真表明该MAC协议达到了应有的效果。     

ZigBee网络侦听系统设计与实现

提出了一种对无线传感器网络的优劣、可靠性和通信效率的评估方案,在现有的硬件平台的基础上,搭建了一个Zig Bee网络侦听系统;该系统用于监测整个网络,同时又独立于受监控网络,不会干扰整个系统的运行;硬件平台的无线模块采用的是TI的CC2430射频芯片。基于IEEE802.15.4标准和实际应用的需要,在底层传感器节点上用C语言编写节点侦听程序,完成对Zig Bee网络中数据包的获取;在上层pc端用C#语言编写数据分析软件,实现对ZigBee网络中数据包的解析和网络拓扑的生成,并对网络状态进行评估。