基于目标定位的低功耗无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有目标定位功能的新型无线传感器网络节点,通过该节点可以确定目标节点(以下简称为目标)的方位和距离,对目标方位的确定基于四元十字阵列的时延估计法,对目标距离的确定采用TDOA的射频+音频信号的测距机理;硬件电路以Micro-chip公司的dsPIC微处理器芯片和Altera公司的MAXⅡ系列CPLD为核心,包括4路音频信号采集调理单元、一个外部SRAM存储器、一个2.4G频段的无线收发单元和一个电源管理单元,实验数据表明,该节点测距误差小于2.5%,角度误差小于±3°。     

蓝牙模块和OMAP5910的接口技术

研究一种嵌入式数字信号处理器（DSP）OMAP5910的蓝牙接口实现。整个系统以DSP为核心,采用TI公司的BRF6100蓝牙模块实现V1．1协议,进行无线信号收发;DSP配置音频AD／DA。实现音频信号采集和处理。该系统制造简单,集成度高,适用于各种家庭和个人无线设备。     

无线传感器网络TDOA定位系统的设计与实现

分析现有的基于TDOA的无线传感器网络定位系统与算法,使用基于超声波传感器和无线射频模块的到达时间差(TDOA)测距技术,完成了该定位系统、机制和算法的设计和实现;针对传感器网络在实际应用中的不均匀性布撒和不良节点定位等问题,在TDOA测距技术和多边测量定位算法的基础上,提出一种改进的定位算法,以提高网络定位性能;实验表明,改进后的定位系统有效的减小了网络的定位误差,解决了不良定位问题,可应用到无线传感器网络中。     

基于UWB/AOA/TDOA的WSN节点三维定位算法研究

为了将二维定位算法AOA和TDOA拓展成三维定位算法,文中提出了一种基于AOA/TDOA和UWB传输技术的WSN节点三维定位算法。该算法采用二维的AOA测角算法测量未知节点与信标节点之间的角度,采用TDOA算法测量未知节点与信标节点之间的距离,在测角、测距的过程中采用UWB通信技术来传输探测信号,使得探测信号具有较高的时间分辨率,从而提高测角、测距精度,最后基于文中提出的待测节点三维坐标计算方法求解出待测节点的三维坐标。为了验证算法的有效性,在Matlab软件中进行了仿真实验。结果表明：新算法定位精度相比于AOA算法、TDOA算法都有大幅度提高。理论和实践皆表明：新算法具有较高的定位精度,能够满足未知节点在三维空间中的定位需求。     

基于移动锚节点的无线传感器网络三边质心定位

探讨了无线传感器网络(WSN)定位技术的意义,研究基于移动锚节点的测距定位技术;设计了移动锚节点运动轨迹,在利用无线电与超声波到达时间差(TDOA)测得锚节点到待定位节点距离的情况下,给出了一种新的定位算法——三边质心定位算法,该算法通过求解待定位节点的定位近点所构成几何图形的质心来完成定位;仿真结果表明,该定位技术能够明显减小定位误差与锚节点数量。     

基于TDOA的室内超声波定位方法的改进

基于超声波和射频信号的TDOA（Time Difference Of Arrival,TDOA）室内无线传感网定位系统得到了越来越普遍的研究。其以距离测量为基础计算待测节点坐标。测距的误差影响定位结果的准确性。因此,文中主要目的是介绍基于超声波技术和射频技术定位系统的工作原理,通过采用总体最小二乘法（Total Least Square,TLS）的直线拟合方法对距离测量误差进行补偿,修正距离值,然后采用极小极大算法（Min-Max algorithm）进行定位的位置坐标计算,得到系统测距误差较小和定位准确性高的结果。实验数据仿真表明,该方法提高了距离测量精度和系统的定位准确性。     

基于STM32的无线传感器网络声定位节点的设计与实现

针对无线传感器网络能量有限、成本低等限制条件,提出了一种基于STM32的具有声定位功能的无线传感器网络节点,该节点由STM32微处理器,nRF24L01无线通信模块和1只声传感器,1只扬声器等构成.节点通过射频+音频信号来完成定位,实验结果表明:该节点在30m范围内定位误差小于5%.具有很好的应用前景.     

基于飞行理论萤火虫算法的TDOA与GROA定位机制

节点定位是无线传感器网络中最为关键的一项技术。针对无源定位的问题,提出一种到达时间差(TDOA)和到达信号增益比(GROA)联合定位算法,并且采用飞行机制的萤火虫算法(GSO)来求得最终结果。结合TDOA和GROA定位模型,引入辅助变量将方程伪线性化,然后采用修正两步加权最小二乘算法(TSWLS)来进行求解。并且在不影响收敛速度和精度的前提下,采用带有飞行机制的GSO算法来寻求目标定位的最优解,克服粒子群算法易陷入局部最优的缺点。仿真结果表明,该算法相比较TDOA算法而言,定位精度提高了23 dB,并且具有相对较高和较稳定的定位精度。     

无线多媒体传感器网络中相机节点的设计与实现

相机节点是组建无线多媒体传感器网络(WMSNs)的核心部分。提出了一种基于TMS320C6204的低功耗、低成本、中等图像传输质量的WMSNs相机节点设计方案,完成了相应的硬件电路设计,介绍了其工作原理、系统流程,详细说明了DSP与图像传感器、DSP与无线收发模块之间的接口方法,并基于波特率、图像压缩进行了定量分析。     

基于ZigBee网络和超声定位的智能跟随小车

基于成熟的IEEE802.15.4协议和ZigBee无线模块,结合超声定位,设计了一种新颖的智能跟随系统;设计的核心为PIC18F4620单片机和MRF24J40MA无线收发模块,通过无线收发来完成节点间的识别与同步,同时以超声测距系统完成对被跟踪目标的定位,通过控制驱动电机动作实现对指定目标的定距离跟随;控制网络以子网的形式控制不同系统的分时定位跟随,同时管理各移动定位系统的入网和切换;样机测试结果表明系统达到了预期的跟随设计要求,具有一定的工程使用价值.     

无线传感器网络RCF-MAC协议研究

射频充电（ RFC）技术是一种通过基站发射射频电波为传感器节点补充电量的新兴技术。但在RFC无线传感器网络中,多基站同时发射能量时产生的能量干涉衰减现象会明显降低充电效率,此外,能量传输与数据通信共享信道会降低整个网络的吞吐量。针对上述问题,提出了RFC—MAC协议,为提高充电效率,将请求充电传感器节点周围的基站按距离分为两组,两组基站分时能量传输,以避免能量干涉衰减现象;传感器网络中设双信道,分别用于能量传输与数据通信,以提高网络的吞吐量。仿真结果表明：RFC—MAC协议显著提高了传感器节点的充电效率和平均网络吞吐量。     

基于PSK声通信的无线传感器网络节点设计

可用于无线传感器网络的声信号通信方式,不占用无线电通信频率带宽,无射频干扰,在诸如环境监测、军事侦测等领域有广泛的应用前景。研究了一种基于相移键控(PSK)调制声通信的无线传感器网络节点系统。节点系统采用ARM+FPGA的结构,核心控制器为具有低功耗休眠模式的STM32型ARM芯片,FPGA用于进行数据缓存和部分数据处理,采用PZT型扬声器实现声信号的收发。测试表明:节点系统可以在10m范围内进行数据通信,数据码率300bps,误码率小于10-3,系统最大功耗小于0.1 W,最低休眠功耗小于10μW。     

一种低功耗无线传感器网络节点的设计

设计了一种低功耗无线传感器网络节点,并完成了TinyOS操作系统在该节点中的移植。该节点的硬件设计综合考虑了功耗和性能等诸多方面,与其他无线传感器网络节点平台相比功耗低、通信距离远。此外,为新的MSP430系列处理器改进了TinyOS的设计工具链环境,使得软件编写可以不局限于GCC编译器。将TinyOS操作系统移植到新节点上,实现了射频收发器CC2520的射频协议栈。     

像素法射频信号产生及实时仿真研究

在三维体目标射频回波信号仿真中，为了帝时产生被仿直目标的回波信号，要求每产生一个信号的时间小于２５ms，即数据速率达到４０Hz，用像素法计算目标的散射场产生射频回波信号，具有电磁遮挡处理灵活，计算精度高，用户使用方便等特点，但计算速度满足不了实时仿真的要求，针对像素法散射场计算的特点，本文选用ＡＤＳＰ２１０２０作为散射计算加速部件，讨论了射频信号仿真专用硬件加速卡的实现，仿真结果表明，对于计算机屏幕显示小于１万个像素点的目标，用一块加速卡，可实现射频回波信号的实时仿真，本文的加速方法在有实时要求的一般计算场合都可适用。     

基于SIP的VOWLAN的研究和设计

VOWLAN是基于WLAN(无线局域网)的语音技术,是VOIP技术和WLAN的结合。终端选择Maxim/Dallas的DS80C400作为网络处理器,Audio Codes公司的AC48801作为语音处理器芯片。设计中的无线网络选择的RF收发芯片是Maxim公司的Max2830,该芯片是完整的RF前端方案,符合WLANIEEESM802.11b/g标准,它集成了实现RF收发器功能所需的全部电路。在软件设计方面,采用OSIP协议栈来实现会话的控制。     

基于无线传感器网络的低功耗室内定位系统

提出一种实现室内定位的无线传感器节点架构,定位节点的设计采用低功耗微控制器MSP430F1611和符合ZigBee协议的无线收发芯片CC2420.通过测量参考节点和移动节点之间的接收信号强度(RSSI),利用射频衰减模型,在三边测量法的基础上采用质心定位算法,计算出移动节点的位置信息.初步实验结果表明:提出的定位算法在...     

基于SimpliciTI协议的无线传感器网络设计

针对GPRS、ZigBee、WiFi等国际标准无线传感器网络通信协议价格高、对硬件要求高等问题,提出采用适用于小型射频网络的低功耗SimpliciTI协议设计无线传感器网络的方案。首先介绍了SimpliciTI协议的基本原理;然后给出了一种采用CC2500射频收发芯片和MSP430超低功耗微处理器芯片的无线传感器节点的电路设计方案,并介绍了基于SimpliciTI协议的无线传感器网络的组网及通信过程;最后介绍了基于距离的无线传感器网络定位算法,并针对常用的多边定位算法误差较大的问题,提出了一种改进的定位算法,即通过实际距离和估算距离的误差平方最小化来计算节点坐标的误差修正值,并采用二维双曲线算法修正未知节点的初始定位坐标,从而提高定位精度。     

用于WSNs目标探测的传感模块设计

介绍了一种用于无线传感器网络（WSNs）中进行目标探测的传感器模块,描述了它的软硬件设计与数据处理的算法。该设计主要包括传感器单元、微处理器单元和射频通信单元。在传感器单元中对于外界目标的振动、声音和温度传感器信号进行了采集。在微处理器单元中使用数字信号处理对数据进行预处理并取得信号的特征值。在射频通信单元中将特征值通过WSNs传输到上位机。实验证明：该模块具有良好的稳定性和重复性,可以用于多种环境下的目标探测。     

无线无源声表面波传感器研究进展

声表面波（SAW）传感器是一种无线无源传感器,在无源传感、适应恶劣环境等许多方面具有普通传感器不能实现的优点.阐述了声表面波器件的原理和结构特点,并对射频信号收发、信息处理等关键技术进行详细论述,综述了近些年国内外的相关研究现状,并进行了总结与展望.     

基于虚拟COM口的无线收发器设计及实现

设计了无线收发器的软硬件体系,分析了无线收发芯片CC1100和USB与UART桥接芯片CP2102的特点,给出了无线收发器的电路实现方案,提出了改进的无线透明传输协议。无线收发器的数据传输速率和频段可调,频段有256个,易实现频分多址,也可以在不同频段利用码分多址技术组建最多256个子网络。实测结果表明,所设计的无线收发器性能稳定,达到了使用要求。