基于802.15.4无线网络与以太网帧结构转换

对比当前的无线传感器网络的主要特点,设计了一种新型的网络。提出了将监测区域再分区的设想,同时对同一监测区域的不同类型的节点和相同类型的不同节点进行了区分识别。提出了类似网桥功能的Sink节点模型,设计了Sink节点的帧结构转换流程。针对目前IEEE802.15.4 16位短地址格式没有统一规范的情况,提出了基于节点区分的短地址格式设置,使得用户能够更方便的管理传感器节点。     

智能家居监控原型系统设计

为了实现用户随时随地对家庭的监测和控制,在此以智能家居监控系统为研究对象,设计了一种智能家居监控原型系统。设计的基于Android的手机客户端,使用户可以在任何能够连接Internet的地方轻松方便地实现对家庭的监控操作。其原型系统采用基于ZigBee的家庭无线网络,可以实现监测节点的任意放置。系统组织灵活,避免了家庭布线的复杂性和高成本。     

超低功耗粮仓无线实时监测系统设计

针对在粮库温度智能监测领域,采用电线电缆传输数据的不便以及目前无线传感网络节点寿命短的问题,利用MSP430超低功耗单片机设计了超低功耗无线温度监测系统。基于超低功耗设计了系统的整体框架以及各模块硬件,其中包括节点、温度传感器模块、无线通信模块、通信协议、桌面实时显示程序,通信协议解决了多个节点同时介入时的碰撞问题并设计了节能算法。最后对整个系统的可靠性以及节点的使用寿命进行了实验验证,经过试验的检验本系统具有超低功耗的特点,基本满足超低功耗粮仓无线实时监测系统的设计需求。     

无线水位监测系统的设计与实现

为了解决一些河流、水库的水位监测地点不方便布线的实际问题,设计并实现了基于芯片CC2430的无线水位监测系统,同时设计了无线节点及相应的软件,减少了系统布线,开发出无线水位计算机监控软件,能够直观、及时地了解水位信息,便于系统的维护。     

基于单片机和PLC控制的铁轨喷油监控系统

针对铁道运输过程中铁轨弯道磨耗严重的问题,设计一种基于单片机和PLC控制的铁轨喷油监控系统,通过对铁轨喷油器喷油的控制,较好地减轻了机车在弯道时对铁轨的磨损,延长了铁轨的使用寿命。该系统分为两部分:下位机采用两种控制器,AT89C52单片机实现信号采集和存储功能,同时采用三菱EX2N文本一体机实现喷油控制;上位机采用虚拟仪器软件Lab VIEW 8.6为开发平台,实现了监控喷油器的喷油次数、油量控制以及故障报警等功能;下位机通过GSM模块与上位机建立无线通信。经过实验室的模拟实验,完全能够实现多台铁轨喷油器实时监控功能,具有广阔的市场前景。     

基于数据分析的甲醛与PM2.5无线监控与预测系统

针对室内环境的甲醛和PM2.5的浓度测量与预测的需求,设计基于MEGA2560微控制器和ZigBee的无线监控预测系统。该系统基于数据分析,采用ZigBee、蓝牙等多种无线通信技术通过节点对甲醛、PM2.5进行污染监测,并发送数据到主机。主机对各个节点的数据进行分析,并在人机交互界面上能够显示各个节点的实时污染状态、历史数据、趋势曲线、工作状态等。同时能够在污染物浓度超过阈值时进行报警,通过算法对甲醛、PM2.5浓度进行趋势分析,算出其达到正常值的时间,再以液晶屏显示、语言播报形式提示用户。此外,还能够将以上传至手机上,实现远程监控。实验结果表明,该系统能够实时地监控各个节点的工作运行情况,可以满足室内环境监测的要求。     

基于ZigBee的煤矿综合监控系统节点设计

针对目前有线煤矿安全监控系统存在网络布线麻烦、节点数量有限、安装不够灵活、组网不便等诸多弊端,设计了基于ZigBee的煤矿综合监控系统传感器节点,该节点能监测井下多种环境信息,可实现人员的大致定位,与监控软件配合,能够自动入网、自动组态。同时,根据煤矿实际情况,制定了一套专用通信协议,在保证数据传输可靠的前提下支持节点上述功能,实际运行证明,该节点工作稳定可靠。     

基于μC/OSIII嵌入式无线动态监测系统设计

材料在长期受载过程中,其承载力与耐久性降低。实时监测其受载情况并进行结构破坏状况分析,能够为材料的安全提供参考。传统的动态监测存在监测精度和集成化不高、稳定性不好等问题。针对这一现象,设计出基于嵌入式技术和无线传输技术相结合的动态监测系统。整个动态监测系统以基于ARM Cortex-M3内核的STM32微控制器为核心,应用μC/OSIII嵌入式操作系统完成任务的调度与管理,采用emWin实现人机交互界面的设计,同时对压力传感器进行温度补偿来提高动态监测系统的精度。通过实践验证,动态监测系统的监测精度、实时性和稳定性得到了提高,同时动态监测系统能够很好的监测出材料受载情况,能够为近场动力学理论分析材料的结构破坏状况提供所需数据。实践证明能够达到预期结果。     

应用于铁轨平直度检测的激光测量系统的研究

为了能够对铁轨的平直度参量进行精确测量,设计了一种基于自准直原理的嵌入式激光测量系统,其检测系统主要由图像采集和传输模块、图像处理和数据处理模块及激光测距模块组成,系统将接收的光斑图像通过一系列图像处理后,将距离参量和图像参量带入自准直算法中,求得铁轨平直度偏移量,并能够保证其测量精度在0.3mm.结果表明,该系统可以在一定程度上代替传统的轨道测量方法,使得测量过程更加简便、精确.     

基于CAN总线煤矿瓦斯智能节点的研究与设计

煤矿瓦斯气体监测的系统是保证煤矿生产安全的必备设备。分析国内外煤矿瓦斯气体监测系统特．羔．提出基于CAN总线煤矿瓦斯气体监测的网络系统。着重介绍以P80C592单片机作为CAN总线煤矿瓦斯智能节点．研究设计CAN总线通信接口电路、MAX306数据采集电路以及相应的软件设计等。通过研究设计表明智能节点具有简单明了、体积小、性能高、成本低廉、抗干扰能力强等特点,能够满足煤矿瓦斯气体监测的网络系统要求。     

ASCENT: adaptive self-configuring sensor networks topologies

Advances in microsensor and radio technology enable small but smart sensors to be deployed for a wide range of environmental monitoring applications. The low-per node cost allows these wireless networks of sensors and actuators to be densely distributed. The nodes in these dense networks coordinate to perform the distributed sensing and actuation tasks. Moreover, as described in this paper, the nodes can also coordinate to exploit the redundancy provided by high density so as to extend overall system lifetime. The large number of nodes deployed in this systems preclude manual configuration, and the environmental dynamics precludes design-time preconfiguration. Therefore, nodes have to self-configure to establish a topology that provides communication under stringent energy constraints. ASCENT builds on the notion that, as density increases, only a subset of the nodes is necessary to establish a routing forwarding backbone. In ASCENT, each node assesses its connectivity and adapts its participation in the multihop network topology based on the measured operating region. This paper motivates and describes the ASCENT algorithm and presents analysis, simulation, and experimental measurements. We show that the system achieves linear increase in energy savings as a function of the density and the convergence time required in case of node failures while still providing adequate connectivity.     

基于链路质量的WSN跨层功率控制研究

设计了基于森林监测的传感网功能结构和基于ZigBee/802.15.4标准的森林监测传感网体系结构。根据森林监测的特点,设计了基于CC2520和低功耗的MSP430F5437处理器的节点以及结合ARM处理器和协调器的控制节点,从物理层上实现了能量控制。利用基于ZigBee/802.15.4标准无线传感器网络节点,对无线电传播路径损耗模型以及CC2520的分析,用分段线性逼近的方法得到发送功率与RSSI、LQI及节点间距离的关系。通过进一步优化得到发送功率与片码错误率、节点间距离的关系,建立了一种适合在通信开销小、硬件要求低的场合下使用的基于节点间距离、接收信号强度指示和链路质量指示的跨层功率控制算法。     

大功率LED有源温控系统的开发

由于大功率LED供电时其大部分能量转化为热能,如果热量不能有效散出,将严重影响其光照亮度及其使用寿命。为了大功率LED散热的实际需要,提出并实现了一种LED有源温控系统的开发,采用热电制冷效应,使用LED驱动器本身作为制冷器的驱动电源,同时建立基于半导体传感器的温控监测电路,通过内部数字PI调节器形成一个完整的闭环控制系统,最后获得LED有源温控系统的具体配置方式,并分析测试的数据结果,展示了有源温控系统的准确性和可靠性。     

基于WSN的农产品物流跟踪监控系统

分析了无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)在物流过程中的重要性,提出了一种基于无线传感器网络的物流管理跟踪监控系统.在此基础上,对节点传感器的组成及其协议栈的实现方案进行了深入研究,最后给出了基于节能考虑的MAC协议设计参考方案.基于无线传感器网络的农产品物流跟踪监控系统能够对农产品流向和状态进行很好地监控,确保农产品的品质和商业运作的有效性,对现代农产品物流的发展有着重要的意义.     

基坑监测系统中传感网的节点部署

基坑监测系统中,需要在各监测点部署传感器节点,系统的监测点围绕基坑工程展开,其监控区域近似圆环。在基站收集监测数据时,离基站越近的区域需要转发的数据越多,节点能量消耗速度也就越快,基站附近的节点将很快消耗完能量,系统随即瘫痪。通过研究圆环形传感网的拓扑特点,得到节点密度公式,使得各区域的总能量与能量消耗速度之比达到平衡。理论分析和仿真实验表明,按照此密度公式部署传感器节点,可显著提高系统生命周期。     

聚焦超声换能器电阻抗谱实时在线监测系统

高强度聚焦超声(HIFU)换能器作为聚焦超声消融手术(FUAS)系统的核心部件,其电阻抗谱是确定FUAS系统工作参数的重要参考依据,故对其进行实时在线监测具有重要意义。该文采用脉冲响应时域测量方法,将探测脉冲信号与HIFU 换能器的工作时序相融合,并基于LabVIEW 平台构建了一套HIFU 换能器电阻抗谱实时在线监测系统,实现了对HIFU 换能器电阻抗幅值与相位的高重复性及准确性的实时测量。通过对长时工作在大功率、高占空比条件下HIFU 换能器电阻抗谱的实时在线监测,表明该监测系统可准确反应HIFU 换能器的特征频率漂移、阻抗幅值和相位的非线性变化。这为HIFU 换能器电阻抗谱实时在线监测及驱动参数优化调节提供了技术方案,对HIFU 换能器的设计优化和能量损耗机制研究具有重要的应用价值。     

一种变频调速恒压供水系统设计方案

文中结合某供水系统工程案例,介绍了一套基于PLC的变频调速恒压自动控制供水系统的设计方案。系统由可编程控制器、变频器、水泵电机组、压力传感器等构成。系统采用工控机和PLC的控制方式,完成了系统数据采集和通信、水泵机组的变频控制、画面显示、系统监控管理等功能模块的设计,实现了变频调速恒压供水自动控制。     

基于ARM9的转辙机缺口监测图像采集模块设计

转辙机是铁路上负责道岔的转换、锁闭、监督功能的电气设备,它的监测对维护列车安全运行具有重要意义。现有道岔转换设备缺口监测系统存在检测方式落后、不直观、高误警等情况。针对上述情况文中提出了一种在线视频监控自动处理系统,其中转辙机内监控系统能对缺口图像的动态实时情况进行拍照和上传;工作室终端电脑能对道岔转辙机内表示杆缺口偏移量的图像进行识别、自动监测和超值报警,并介绍了图像采集模块的设计与实现。     

3GPP-无线监控技术在铁路运输的应用探讨

文中介绍以3G通信技术为基础组建新型铁路行车安保系统的基本原理、技术路线和实施设想。利用3G图像处理和无线监控技术组成行车安全监控系统,可以解决传统系统中监控信息不能向运动的机车实时传送而导致对突发情况猝不及防等重大问题。同时利用该系统还可以为客运列车的旅客提供多种信息和多媒体增值服务,使该系统建设有可能成为铁路客运服务升级换代的重要发展方向,并实现3G一网多用。     

基才无线网络井下监控的网络系统设计与实现

针对于井下作业的监控系统,通过对系统的需求和网络特点的分析,基于zigoee无线通信的网络模式,规划设计了井下监控的网络系统。本文设计网络系统采用分簇式的网络结构,混合式的路由算法,系统时延小,网络能耗低,适用于网络范围大,节点能耗低的网络系统。