无线传感器网络的短距声通信方法研究

在无线传感器网络(WSNs)所处环境中,由于强电磁或短距无线通信频率共存的原因,传感器节点间的短距无线通信常常会受到干扰甚至中断。针对这个问题,研究了一种短距声通信方式,将信号调制于声信号上,通过空气中声信号的传播来完成节点之间的数据通信。设计了用于验证声通信方法的实验系统结构;介绍了微分相移键控(DPSK)调制与解调原理及相关Matlab程序流程、输出与接收放大电路设计。进行了声通信实验,在室内环境时,声通信的最佳距离为2 m,室外环境时,声通信的最佳距离为5 m,最佳波特率均为294 bps。实验数据表明:本系统所设计的声通信方法是可行的。     

低功耗无线传感器网络节点的设计

在对无线传感器(WSNS)网络体系结构、传感器节点的特点、功能分析的基础上,给出了无线传感器网络节点的软硬件低功耗设计与实现方案.传感器节点以低功耗嵌入式处理器MSP430F1611为核心,TinyOS为嵌入式实时操作系统,配以基于IEEE 802.15.4的MAC层协议的无线传输模块作为网络数据出口以及CC2420无线收发器,可以实现高速的数据采集和可靠的数据传送,能够较好地达到低功耗和实时性的要求.测试结果证明:该平台适合节点的应用,具有易使用、低功耗特点.     

无线传感器网络节点的低功耗设计

无线传感器网络(WSNs)能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析处理。节点具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。设计分析了WSNs系统功率消耗的构成,并从硬件和软件方面提出和总结了WSNs的低功耗设计方法,设计了一种低功耗的WSNs节点,并进行了测试,结果证明:该方法适合WSNs节点的应用,具有易使用、低功耗特点。     

无线传感器网络节点的硬件设计

采用自行设计的8位RISC结构低功耗MCU作为节点控制核心,使用门控时钟、两相时钟流水和休眠唤醒机制实现MCU的低功耗操作,利用0.18 μm CMOS工艺实现该MCU;设计并实现了无线传感器网络节点硬件平台,在该平台上移植TinyOS操作系统,实现了多跳路由结构的无线传感器网络.     

无线传感器网络节点低功耗MCU设计与实现

针对现有无线传感器网络节点控制器设计中存在功耗、芯片面积等方面的问题,自行设计了8位哈佛结构低功耗RISC MCU作为节点控制核心。CPU核采用两级流水加速操作,存储器采用分页、分块和映射等方式统一组织,并使用门控时钟和休眠唤醒机制等方式实现MCU低功耗操作,最后采用0.18μm静态CMOS工艺实现该MCU,其工作功耗低于10mW。以该MCU为核心实现了节点硬件平台设计,组建了功能完备的无线传感器网络。     

一种无线传感器网络低功耗节点的设计

节点的功耗大小决定着整个无线传感器网络的生命周期,因此,节点的低功耗设计尤为重要;在简单介绍分析各节点设计解决方案及其特点的基础上,分析了无线传感网络系统中低功耗节点设计方案、关键芯片选择、设计及其实现,重点阐述了低功耗控制设计及其实现方法,最后,完成了不同工作条件下的节点消耗电流测量和分析;实验结果表明,提出的节点设计方案在保证低功耗特性的同时,兼具良好通信性能.     

基于无线传感器网络节点的单兵鞋设计

无线传感器网络(WSNs)定位是传感器定位方法中比较实用、可靠的一种技术.为满足单兵作战环境需要,传感器定位技术只能采用无线、可靠、低功耗的技术.在基于WSNs背景下,将传感器定位系统安装鞋底,并通过定位系统自身感知、处理能力将周围环境定位结果实时显示在单兵作战头盔上.无线传输方式可以将战场环境信息实时返回到指挥中心,方便指挥员根据实时战场环境做出正确判断.     

基于UWB的无线传感器网络的设计

介绍基于UWB的无线传感器网络的设计,设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心,结合外围传感器和UWB收/发机的传感器节点.以低功耗为显著特点的UWB技术,能够满足无线传感器网络节点低功耗、低硬件复杂度的要求;基于UWB的无线传感器网络能够满足诸多应用的要求.     

用于水质监测的无线传感器网络节点设计

针对目前水质监测采用的实验室手工分析方法实时性差等问题,提出一种基于无线传感器网络的远程水质监测系统方案.详细地给出了无线传感器网络节点的设计方案,实验结果表明,该系统稳定可靠,可满足水环境远程实时监测的要求,具有广泛的应用前景.     

基于TDOA定位机制的无线传感器网络节点设计

介绍了一种具有到达时间差(TDOA)定位机制的基于数字信号处理器(DSP)的无线传感器网络节点。它包括TMS320F2812DSP,512 kB的SRAM,2.4 GHz波段的无线收发模块、音频信号收发模块及电源管理模块等。节点通过测量RF同步信号与音频信号的TDOA来测量节点间的间隔距离,并采用互相关时延估计算法来实现节点定位。实验数据表明:该节点最远测距距离超过25m,角度误差小于3.7%。     

基于WSNs的城市绿地墒情监测硬件平台构建

针对北京城市绿地节水灌溉的需要,以CC2530无线射频芯片为核心,设计了基于无线传感器网络(WSNs)的低功耗终端数据采集节点和协调器,给出了节点硬件的低功耗设计思路,构建了绿地墒情监测硬件平台。实验结果显示:系统能够准确获得环境温度、土壤水分的数据。节点睡眠时的工作电流仅为10μA,节点实际平均工作电流仅为0.265 mA,功耗性能优于市场同类产品约30%。     

基于无线传感器网络的Socket通信研究

基于Zig Bee协议的无线传感网络采集到的温湿度数据被存储到基站的SQLCE嵌入式数据库中。一个远程用户要连接到基站获得数据,实现两者即时通信,Internet通信是最快捷的方式,依此开发了基于Socket网络编程的无线传感器网络远程监控系统。实验系统以课题组自行开发的一种无线传感器网络系统为硬件平台,利用Visual Studio 2005开发环境,结合嵌入式数据库SQLCE开发技术,采用Sockets套接字,运用C#编程语言实现远程计算机对无线传感器网络数据的实时显示、存储和查询等功能。     

基于最小节点度的WSNs传输功率控制重编程协议

为了降低节点能耗,提高能量的利用率,提出了一种高效节能的基于最小节点度的传输功率控制(MND—TPC)重编程协议。该协议首先根据每个节点的剩余能量、最大的传输功率、节点度和链路质量来进行网络的初始化,然后分2个阶段完成数据传输。第一阶段通过节点密度、节点度和M度节点的百分比等产生传输范围的调整模型来构建高效的优化网络;第二阶段通过对节点之间发送功率和剩余能量的比较来筛选发送节点,以保证网络负载的均匀分布,有效地实现了高效节能,从而提高整个网络的生存周期。理论分析与实验结果表明:与多跳网络编程(MNP)协议在不同发送功率下相比,平均能量消耗至少降低35.48%。     

工业用高温无线传感器节点的设计

提出一种可用于工业中对高温环境下进行测温的的无线传感器网络（WSNs）节点的设计方案,该节点可通过补偿电路自由更换不同的温度探头,从而获得更准确的高温测量值。阐述了节点系统的硬件和软件实现,并介绍了该节点方案在现代陶瓷工业中的应用,实验证明了设计方案的可行性。     

一种新型多用无线传感器网络平台硬件设计与实现

在分析了无线传感器网络特点的基础上,基于应用广泛的新型51核心单片机设计了一种新型多用硬件节点,此节点可搭配多种无线射频模块,论述了该节点的设计思路与设计方法,根据设计要求制作硬件实物并对该平台的功耗、无线数据传输距离和丢包率参数做出评估。在搭配Si4432无线模块时,该平台最大功率仅为280mW;无线通信距离为120m,丢包率仅为0.667%。硬件测试结果表明：该平台设计灵活、功耗低,满足无线传感器网络硬件节点要求,具有一定的应用价值。     

基于无线传感器网络的隧道照明控制系统

针对当前隧道照明控制系统在节能性和安全稳定性上的一些不足,设计了一种新的基于无线传感器网络的隧道照明控制系统,建立了系统的总体架构。系统以Zig Bee模块CC2530为无线传感器节点核心,将各节点采集的车流量和洞内亮度等信息处理后传输到远程监控计算机。对系统的电源电路、调试器电路、RS—232接口电路进行了设计,完成了相应的软件控制系统。软件仿真和数学分析表明:该系统能有效地控制光线的连续性,节能效果良好。     

一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议

在无线传感器网络（WSNs）中能量负载不均衡问题,影响了网络的生命周期。提出一种基于聚合度模型的WSNs双簇头分簇路由协议（DCHP）,DCHP协议将节点聚合度与剩余能量作为考虑因素引入阈值计算,从而使高剩余能量且聚合度高的节点优先选为第一簇头。在此基础上,根据簇内节点能量选出第二簇头,完成簇间多跳路由转发数据。仿真实验表明：DCHP协议能更好平衡网络能量负载问题,延长网络生命周期。     

基于WSNs的语音通信机制设计与实现

针对目前无线传感器网络( WSNs)对语音传输的不足,设计和实现了一种基于WSNs的无线语音通信机制.采用了结合8051CPU和RF收发器的CC2530芯片作为微处理器,CMX649作为语音编解码芯片,并采用协处理器辅助CC2530对语音信息进行处理,在lEEE 802. 15. 4协议上实现对语音的传输.详细介绍了系统的硬件和软件设计,对通话距离与通话质量进行了测试.实验结果表明:设计的语音通信机制具有较远的传输距离,能达到较好的语音传输效果,满足实际对语音通信的要求.     

改进QGA在WSNs节点部署中的应用

对含有障碍区域的无线传感器网络（WSNs）节点部署问题进行研究。建立节点探测模型和网络覆盖率评价方法,基于概率传感器模型提出一种部署方式,即对障碍区域进行随机布撒节点,确定区域采用量子遗传算法（QGA）寻找最优节点部署位置,实现对同构WSNs节点构成的目标区域的高效覆盖。仿真结果与GA,QGA相比：改进QGA有效提高了算法整体的搜索能力和收敛速度。