一种无线传感器网络节点的研制

无线传感器网络系统中,每个传感器节点都具有无线通信功能,各个测点的传感器单元,对此处的参数进行测量,并组成一个无线网络,将测量数据通过该网络以无线方式传送到监控中心。无线传感器网络系统与传统的有线传感器网络相比,具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,非常适合用于对布线困难的区域、人员不能到达的区域和一些临时的场合的状况进行远程监测,如大型建筑的健康状态监测,空间探索,灾害预测,获取敌方战场信息等,也因此成为国际上的前沿热点研究领域。针对环境及结构状态监测,我们设计了一种无线传感器网络,该网络由若干传感器节点,一个无线接收功能的网络控制节点及一台计算机构成。无线传感器节点分布于需要监测的区域内,执行数据采集、处理和无线通信等工作,网络控制节点接收各传感器的数据并以有线的方式将数据传送给计算机。结构如图1所示。本文详细介绍了该无线传感器网络中无线传感器节点的设计,并给出实验测试结果。     

一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现

通过总结无线传感器网络硬件节点的设计原则,提出了一种无线传感器网络通用节点设备的基本构架,设计实现了基于超低功耗处理器Atmega128和射频芯片CC2420的无线传感器网络节点设备。该设备具有能量自检测功能,并可以改变通用硬件接口上的数据采集部分实现多种不同类型的应用。采用模块化软件设计,引入有限状态机进行系统模式调度,设计实现了既能独立运行又支持嵌入式操作系统的节点适应层软件。通过引入多个节点的温度采集与反馈控制实验和节点生命周期静态测试实验验证了本设计的可行性和实用性。     

基于无线传感器网络的环境参数测量仪设计

基于无线传感器网络设计了环境参数测量仪,传感器节点采用超低功耗的CC2430射频芯片,并移植了完全符合ZigBee 2006标准的协议栈,在协议栈上运行数据采集应用程序,能够实时地采集周围环境的温度和湿度等环境参数,并将数据通过无线传感器网络传输给与之相邻的路由节点,最终实现多点参数采集;主要对传感器节点的软硬件设计进行了介绍,硬件方面重点介绍了数据采集模块、电源模块的接口设计;软件方面重点介绍了节点程序的设计过程,并以AD转换模块为例,给出了一个应用程序组件中配件和模块的软件;该设计硬件简单可靠,软件编程容易,可方便的移植到其它控制系统中,经测试具有良好的测量精度和实时传输功能.     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

基于Voronoi图的移动单元节点调度算法

在稀疏无线传感器网络中,移动单元节点常被用于数据采集和转发。基于Voronoi图设计一条尽可能短的移动单元节点数据采集路径。在该路径中,移动单元节点被调度去访问一个Voronoi节点子集,在给定通信半径内,该节点子集能覆盖所有传感器节点。仿真实验结果表明,通过连接Voronoi节点子集而形成的优化路径能有效缩短移动单元节点的行进路径长度。     

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。     

基于无线链状网的中央控制单元设计

无线链状网络是无线传感器网络的一种特殊的拓扑结构,在应对特殊场景时通信效果显著。文章详细介绍了无线链状网的节点网络与外部网络之间的中央控制单元的体系结构、功能划分和设计方法。设计的中央控制单元需要实现对链状网络内节点的流量控制,并且通过SNMP实现对链状网络内的节点进行管理、维护和升级的功能。     

无线传感器网络技术在人体参数采集中的应用

针对人体生理参数采集特点,设计了基于CC2430和TinyOS的星型无线传感器网络.实现了传感器节点和中心节点间CSMA/CA协议通信.以温湿度数据采集为例,采用nesC语言开发了节点应用程序.对传感器节点的功耗进行了计算.研究设计方法可应用于相关的周期性无线数据采集中.     

基于微处理器的无线传感器节点的设计

本文描述了一种无线传感器网络节点的硬件平台组成,分别对负责无线收发功能实现的射频芯片、负责数据采集的传感器模块、负责整体上工作的微处理器进行了描述,对和CC2420与EM78815微处理器的硬件接口进行了设计:然后介绍了本无线传感器网络系统整体软件体系结构与设计,主要包括软件总体架构、硬件驱动层设计和操作系统层设计.     

磁耦合谐振技术的无线可充电传感器节点设计

结合磁耦合谐振技术,设计了一款基于磁耦合谐振的无线可充电传感器节点.该节点不仅能够实现数据采集和传输,还能通过磁耦合谐振实现能量补充,从而解决WSNs能量受限问题.结合可充电节点的设计要求,基于模块化设计思想,给出其软硬件设计;采用双电源设计架构,以及能量监控和管理,实现节点能量获取与数据传输互不影响.实验结果表明,本文设计的无线可充电传感器节点满足设计要求,使构成无线可充电传感器网络成为可能.     

路桥隧道承压报警传感节点的设计与实现

传统方法存在报警效率较低,能量消耗大等问题,提出了路桥隧道承压报警传感节点的设计。根据传感节点整体架构图,设计传感节点硬件,并对承压报警传感、无线单片机和传感单元及接口电路模块展开分析;利用嵌入式底层驱动进行信息交互,构建通信协议,通过无线传感方式采集数据,并对传感节点部署。通过实验验证结果可知,该设计方法充分考虑数据获取情况,具有报警效率高、能量消耗小的优势,可实现路桥隧道安全运营。     

基于CAN总线主从式温度控制系统的设计

本文论述了基于CAN总线的主从式温度控制系统的设计,应用CAN主节点与上层监控网络进行相连,对can总线各个温度子节点进行实时监控与管理,实现了一种基于can总线的主从分散式多点高精度温度控制系统。采用ATMEL89C52单片机作为控制系统的核心,单总线温度传感器DS18B20实现温度的测量,系统硬件电路简单,提高了性价比,具有较强的实用性。     

1-Wire总线在精细农业数据采集中的应用

介绍了1-Wire总线在精细农业数据采集中的应用。详细介绍了1-Wire总线协议,并利用基于1-Wire总线协议的温度传感器DS18B20和C8051F330单片机实现了农作物生长环境温度分布式测量系统,给出了系统电路图和部分程序代码。     

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.     

无线传感器网络高温监测节点的设计与开发

现有无线传感器网络节点配备的传感器可测量温度范围有限。为满足煤田火区监测需要,针对应用较普遍的JN5139节点,采用K型热电偶高温传感探头、MAX6675放大与数字转换器,设计一种无线传感器网络高温监测节点。通过SPI接口将MAX6675与 JN5139相连,对数据进行移位和进制转换处理。在不同环境下对高温节点进行测试,结果表明节点测量结果正确、功能正常,并具有较好的扩展性和移植性。     

WSNs在水信息采集中的应用

针对传统的水信息获取方式多为人工观测、不适于恶劣的环境中使用这一问题,提出了使用无线传感器网络(W SNs)的节点设计思想。分析了系统的硬件设计方案和通信协议,并详细地讨论了传感器节点、汇聚节点、管理节点的设计方法,在MAC层协议设计上使用分时接收方法避免多节点发送数据时的冲突。实验测试结果表明:节点的功耗少,传输的距离约100m,数据的正确率高达99%以上,很好地满足了实际工程需要。     

基于Z-Stack的WSN节点中断程序设计

提出一种基于Z-Stack的WSN(Wireless Sensor Network,无线传感器网络)节点中断程序设计方案.系统采用TOP-WSN物联网教学实验系统作为硬件平台,利用中断方式实现对于传感器节点数据的实时采集.数据信号由传感器本身发出,使得节点上的CC2430芯片产生外围中断,再由协议栈经过适当处理后发送到...     

用于大坝安全监测的长距离WSNs节点设计

针对大坝安全监测的需求,结合无线传感器网络的特点,设计了一种基于JN5139无线射频模块的用于大坝安全监测的无线传感器网络节点。简要介绍了无线传感器网络的典型网络结构,重点描述了无线传感器网络节点的硬件和软件设计,并通过在野外环境下搭建簇—树型网络,对传感器网络进行测试。实验结果表明节点数据采集准确,传输可靠。