基于ZigBee的混凝土施工信息无线监测系统设计

大体积混凝土浇灌过程中,通过对内外温度和应变进行监测与控制,可以预防温度裂缝的产生。针对混凝土浇灌中传统的温度和应变监测方法的不足,提出一种基于ZigBee的分布式温度和应变无线监测系统。该系统设计了基于ZigBee协议的协调器节点和传感器节点,实现混凝土的温度和应变参数采集。远程监测中心通过GPRS网络和Intemet接收协调器发送过来的温度和应力数据包,通过LabVIEW编写的上位机软件实时显示采集到的参数。实验结果表明：该系统温度采集值与标准温度误差在允许范围内（小于1℃）,稳定可靠,符合施工监测要求。     

煤岩应力分布式监测系统设计

针对现有煤岩应力监测存在布线复杂、可扩展性差及数据传输实时性不高等问题,基于无线传感器网络架构,设计了一种煤岩应力分布式监测系统。该系统以CC2530芯片为核心,利用传感节点采集钻孔煤岩应力,路由节点通过ZigBee网络接收采集数据并传至汇聚节点,汇聚节点通过工业以太网将数据传到上位机进行显示、存储和分析。测试结果表明,传感节点与汇聚节点间最大通信距离达50m,该系统可实时、准确地监测煤岩应力,具有操作方便、部署灵活、易于扩展等优点。     

森林火灾无线监测预警系统的设计与实现

针对传统森林火灾监测措施实时性差、实际应用受限的问题,利用无线传感网络技术,构建了基于ZigBee和GPRS的森林火灾监测预警系统.介绍了系统的结构,给出了主要功能模块的硬件设计方法和ZigBee无线传感网络中各功能节点的软件设计.同时,对传统的无线传感网的自组网方案进行了改进,并在分布式组网方案基础上实现了ZigBee无线传感网络节点的分簇置放.实践证明,该系统实现了森林火灾监测和预警的功能,提高了系统中数据传输的实时性、可靠性以及系统的可扩展性.     

基于无线传感网络的电气设备温度智能监测系统

为防止由于温度异常造成的电气设备故障,提出基于无线传感网络的电气设备温度智能监测系统。利用无线传感网络及ZigBee网络采集节点,低功耗采集并传输电气设备温度信息到监测中心,利用DNN网络构建电气设备温度监测智能分析模型,实现电气设备温度的实时输出与处理。实验表明,该系统的信息传输功耗较低;可精准监测电气设备温度,可通过界面形式展现监测结果。     

煤矿分布式突水监测系统设计

针对现有集中式煤矿突水监测系统人员劳动强度大、数据采集效率低等问题,基于ZigBee无线传感器网络架构,开发了分布式水文与围岩应力采集节点、路由节点和汇聚节点的硬件及软件,设计了一套煤矿分布式突水监测系统。该系统将矿井水文、应力监测集成在统一的网络中,通过上位机对采集数据进行集中处理,可实时在线获取矿井水文与围岩应力的动态变化。测试结果表明,该系统监测精度较高。     

一种远程分布式温室环境监测系统设计

针对现代农业生产中远程分布式温室环境监测的需求,设计了一种远程分布式温室环境监测系统。系统构成包括基于CC2530的传感网络、数据采集节点、主控节点及上位监控机。开发了监测过程的通信协议;实现了对多点环境参数的远程无线实时采集、网络节点状况的监测和可视化上位机监控。运行结果表明,该系统工作稳定可靠,功能完备,操作简便,人机界面友好,较好地满足了远程分布式温室环境监测的需求。     

水下移动平台数据采集和传输系统设计

为实现水下环境的实时监测和数据采集,设计并实现了一套应用于水下传感网络的AUV(Autonomous Underwater Vehicle)移动平台数据采集和传输系统。系统采用双MCU机制对采集数据进行分布式处理,利用合理的存储和通信帧格式及ARQ(Automatic Repeat Quest)协议保证数据的有效传输和可靠存储,可对水下环境和AUV内部传感器设备工作状态进行长时间的实时记录和监测。湖上组网试验证明:系统运行稳定,实时性好,满足水下传感网络数据采集和传输及环境监测的要求,对水下传感网络组网技术中的移动节点设计具有较高的参考价值。     

基于无线传感器网络技术的煤矿安全监测系统研究与开发

利用无线传感网络技术和基于Intel Celeron嵌入式处理器的GENE-8310平台设计了一个新型的煤矿安全监测与预警系统。该系统利用瓦斯气体浓度、温度、湿度等传感器,通过无线传感器网络完成矿井环境监测、数据处理传送等任务;利用嵌入式GENE-8310平台对移动节点的信息进行数据汇聚及数据分析,并自动生成可视化曲线图表和超限警报提示,实现运用现代高科技技术手段来遏制煤矿矿难事故发生的目的。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络及其应用研究

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题,着重研究了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络节点的设计,并运用该无线传感节点建立了基于ZigBee技术的无线结构健康监测系统,利用模式匹配的方法实现了基于无线传感器网络的载荷定位和结构紧固件失效的实时监测.     

采煤工作面无线监测网络能量优化方法

针对采煤工作面无线监测网络能量分布不均、人工维护和更换节点电池难度大、部分监测节点能量受限等问题,利用采煤机周期性移动的特点,提出了一种基于移动节点的采煤工作面无线监测网络能量优化方法。通过在采煤机上安装移动节点,对网络中监测节点采集数据进行转发,从而减少数据多跳传输,并通过设置传输阈值减少冗余数据传输,以降低节点能耗;利用移动节点向监测节点辐射射频能量,对监测节点进行有针对性的能量补充,从而实现网络节点能量均衡。实验结果表明,与LEACH协议相比,该方法可使无线监测网络能量分布更加均衡,有效降低网络能耗和同一运行轮次下监测节点死亡率,使网络有效生命周期延长了2.8倍。     

A smart node architecture for adding mobility to wireless sensor networks

Adding a few mobile nodes into the conventional wireless sensor networks can greatly improve the sensing and control capabilities of the networks and can help researchers solve many challenges such as network deployment and repair. This paper presents an enhanced node architecture for adding controlled mobility to wireless sensor networks. The structural model, the power model and the networking model of the proposed mobile node have been built respectively for better node control. And it provides a novel robotic platform for experimental research in hybrid sensor networks or other distributed measurement and control systems. A testbed has finally been created for validating the basic functions of the proposed mobile sensor node. The results of a coverage experiment show that the mobile node can provide additional support for network coverage and can ensure that the sensor network will work properly in undesirable environments.     

小波变换的无缝钢轨垂向应变信号分离

分析钢轨垂向应变信号基线漂移产生的原因,并采用小波变换对垂向应变信号进行分解与重构,分离信号中由温度引起的应变与轮轨力产生的应变.在Matlab环境下对分布式钢轨应力检测技术与无线传感网系统数据库中垂向应变信号进行处理,结果表明,该方法可以有效地分离信号中的不同成分.     

一种面向移动监控型网络的分簇路由协议

传统的无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中节点是基本保持静止的,使网络中的节点具有移动性可以改善WSN功能;针对移动监控型无线传感器网络中拓扑结构改变频繁,传统的路由协议不能适用的问题,提出了一种基于分簇的移动性路由协议(mobile cluster routing protocol,MCR);该协议包含一个分布式分簇算法(distributed cluster algorithm,DCB),此算法充分考虑了节点移动性和剩余能量,通信复杂度比较低,分簇效率很高;同时,针对节点移动,协议中提出了一种注册机制,通过这种机制可以实现在移动过程中的信息交互;实验表明,MCR协议能够有效提高在移动环境下的网络性能。     

基于无线传感器网络的监控平台设计

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术是信息科学一个新兴的研究领域,具有广阔的应用前景.本文依据自组织传感器网络的工作原理,以新型的系统级无线数据传输芯片为核心部件设计了可连接不同的传感器形成不同监控网络的传感监控平台.本文详细介绍了传感监控平台节点的组成和及其组成监控网络的工作原理.     

一种分布式无线传感器网络跨层移动通信技术研究

针对无线多媒体传感器网络对带宽和实时性等的高要求,建立了一种基于能量优化和跨层协同交互的分布式多路径路由技术,并应用于移动通信领域。该技术采用了遗传算法优化节点传输多媒体数据能耗,建立节点剩余能量预测模型,根据感知能量建立跨层协同工作体系,以较小代价在动态无线网络拓扑中选择最优路径。仿真实验和数学分析表明,该技术能够高效地支持实时移动视频通信,适合于计算能力、存储能力和能量等受限的无线多媒体传感器网络。     

基于WSN和GPRS的嵌入式远程监测系统的设计

为了实现对远端分布式现场进行监测,结合Zigbee和GPRS技术特点,提出一种基于嵌入式平台和无线通信技术的设计方案。该系统采用无线传感器网与移动通信网相结合的组网方式,通过CC2430和SIM300无线传输模块,进行监测信息的采集和汇总,完成信息传递,通过向嵌入式平台发送短信的形式,自动查寻信息。实验结果表明,监测系统设计方案可行。该方案为无线传感器网络和移动通信网的扩展应用提供了参考。     

WSN中改进蚁群算法求解移动代理问题*

关于求解无线传感器网络中移动代理迁移路径问题,在蚁群系统基础上对蚁群算法进行改进,使算法更适用于无线传感器网络环境。从大量初始化路径中选出部分最优路径留下信息素,而且考虑节点的剩余能量,从而引导蚂蚁选择不同的路径;同时,针对无线传感器网络节点通信能力有限的特点,为了避免无效路径的产生引入变异操作。理论分析和仿真实验表明,改进后的蚁群算法增强了算法的全局搜索能力并有效求解无线传感器网络移动代理迁移路径问题。     

基于定向天线WSNs的水稻田温湿度监测系统设计

针对水稻田中存在的远距离通信问题,利用定向天线通信距离远、方向性好,抗干扰能力强等优点,设计了一种适合水稻田温湿度监测的无线传感器网络(WSNs)系统。节点以MSP430F149单片机作为主控芯片,并以该节点为硬件平台编写了定向天线分簇路由协议和监控终端软件。利用该系统在水稻3个典型生长期:苗期、拔节期和抽穗期进行实验,节点天线所处高度分别为0.5,1,1.5 m,节点的最大通信距离分别为207.4,235.6,258.2 m。进行了温湿度测试实验,结果表明:该系统能够准确监测水稻田中温湿度的变化,各节点间测得的温湿度显示稳定,能够满足水稻田环境信息监测的应用要求。