低功耗无线传感器网络节点的设计

文章分析了传感器节点的能耗,介绍了一种采用MSP430F149处理器和无线收发模块设计的低功耗无线传感器网络节点,阐述了该节点的组成、节点处理控制单元、无线通信单元和传感探测单元的设计及节点软件的设计等。     

一种低功耗无线传感器网络节点设计

无线传感网络节点功耗直接决定了无线网络的生存周期,为了降低节点能耗,在对多种微处理器芯片和射频芯片性能分析比较的基础上,选择了MSP430F2618处理器芯片和射频芯片CC2520射频芯片,采用微处理器与无线模块独立架构,设计了一种性能灵活无线网络节点;提出了微处理器、射频芯片在工作模式与多种低功耗模式之间切换,以及微处理器时钟的控制等节能策略,在此基础上设计了网络路由节点和端节点软件系统;实验证明:在发射功率为0 dBm,数据传输速率为1 MHz时,设计的节点运行电流和休眠电流(26.1 mA,1.57μA)与传统的Imote节点(35.1 mA,3.6μA)、Mica2节点(56.2 mA,21μA)相比,明显低于传统节点;当节点电池容量为2*700 mAh,工作周期为10分钟时,其生存周期为7.2个月;设计的节点的寿命达到预期目标。     

基于ZigBee无线传感网络技术节点设计与实现

利用各类传感器采集外界信息,产生模拟电压信号,通过模数转换进而得到数字信号,摒弃传统的有线串口发数模式,用CC2430芯片作为节点的核心芯片,负责数据处理和无线射频工作。根据以上要求给出了系统硬件结构及软件设计方案,并综合考虑到了节点的功耗问题。     

温湿度及加速度信号在线监测低功耗无线传感系统设计

提出一种用于在线监测工业设备自身振动信号和工作环境温湿度的低功耗无线传感器的模块化设计方法。该无线传感系统采用低功耗单片机MSP430F5438作为核心控制单元,由振动加速度检测模块、温湿度模块、射频通信模块、串口通信模块及供能模块构成。主要研究了采用高集成单元器件以低功耗运行的工作方式,实现振动信号和工作环境温湿度参数监测的设计方法,以及使监测系统满足低功耗和性能监测要求的系统的各个模块的工作模式（包括时序）和电源管理模式。使监测节点在满足在线完成实时监测以及信号传输等性能要求的基础上,降低系统功耗延长系统节点采用电池供电的寿命要求。     

一种低功耗无线传感网络节点的设计

无线传感器网络是物联网的传感层。在无线传感器网络的设计与实现中,低功耗成为系统应用的重要制约,因此设计低功耗节点是当前研究难题之一。在自主研发的基于无线传感网络的智能交通系统中,研究电源功耗问题,设计并制作完成了低功耗无线传感网络节点。     

一种低功耗无线传感网络节点的设计

无线传感器网络是物联网的传感层。在无线传感器网络的设计与实现中,低功耗成为系统应用的重要制约,因此设计低功耗节点是当前研究难题之一。在自主研发的基于无线传感网络的智能交通系统中,研究电源功耗问题,设计并制作完成了低功耗无线传感网络节点。     

ZigBee无线通信网络节点设计与组网实现

随着ZigBee技术的迅速发展,ZigBee无线通信网络在智能家居中得到越来越多的应用;简单介绍了ZigBee协议的架构,设计了由MSP430单片机和CC2420射频芯片构成的ZigBee无线通信网络节点,系统地分析了节点硬件结构及加入网络的软件流程,详细阐述了多个节点的网络拓扑方案;通过试验测试表明,该网络节点具有较好的稳定性和较高的通信效率,可以满足智能家居对无线通信网络传输及组网要求。     

MSP430的车载无线手持终端系统设计

详细介绍基于MSP430的车载无线手持终端的硬件设计和软件实现。该系统结合GPS车台,能实现通信、定位、报警和无线遥控等功能,已在北京、深圳等地投入使用,有很好的市场前景。     

基于无线HART低功耗网络设计与实现

无线HART是一种专门为过程自动化应用而设计的无线mesh网络通信协议,介绍了无线HART网络拓扑结构和关键技术;针对节点能量有限.分析了网络节点的能耗特点,在网络研发中充分体现了节能策略,硬件上,设计了以MSP430F5438为微处理器和CC2520为射频收发器的低功耗方案;软件上,重点研究了微处理器单元和无线通信单元的节能方案;实验结果表明,本方案能有效地节约网络能量,能满足工业无线网络低功耗需求,对于无线HART网络的设计与实现具有一定的借鉴和推广价值.     

无线传感网络多点位物体流量监测系统

针对目前对物体流量信息采集所存在的多点位同时监测及被检物体的区别化识别两大问题,论文设计了一种基于无线传感器网络的物体流量监测系统．该系统由监测节点、基站节点及上位机组成,监测节点之间构成链状拓扑结构,将监测到的数据汇总到基站节点,再由基站节点与上位机相连,将数据传到上位机进行流量统计及数据分析．系统中所涉及的监测过程无需外设辅助标签,同时实现对多点位物体的流量监测,并解决识别物体种类的问题,具有广阔的应用前景．     

电厂超滤系统低功耗无线监测网络的设计

为克服现有化学水处理系统所存在的成本高、布线复杂、扩展性差等缺陷,提出了一种基于ZigBee的电厂锅炉补给水超滤系统监测网络的设计方案,并给出了详细的硬件电路和软件设计流程。对状态检测的能耗进行了理论分析和计算,利用PLC实现了整个无线监测系统。测试表明,该设计符合实际需求并且具有较低的功耗。     

低功耗无线应变传感器的设计

提出了一种以MSP430F149为主控芯片、nRF24L01为无线传输芯片、AD627为前置放大器的低功耗无线应变传感器的设计方案,给出了该传感器的总体结构,详细介绍了该传感器数据采集发射子系统的软硬件设计方法,并对该传感器进行了能耗分析和测试,得出了该传感器的能耗公式。经理论计算,该无线应变传感器的平均电流消耗为32μA,比现有无线应变传感器的能耗低;测试结果与理论分析结果基本一致,且电池使用寿命可达70h以上。     

超低功耗无线超声波热能表设计

针对国内现有无线热能表存在功耗大、射频穿透能力弱和信息不全等问题,基于超声波流量测量技术和433 MHz射频通信技术,研究设计了一款超低功耗无线超声波热能表。该热能表采用电源的动态调节和流量驱动无线发送模式,在降低无线通信功耗的同时不丢失计量信息。该表年均工作电流低于14μA,一节内置2 800 mA的锂电池可工作20个采暖期,这为无线热能表的大面积推广应用克服了技术障碍。     

基于MSP430的低功耗近距无线图像传输系统设计与实现

近距无线图像传输系统主要用于无线传感器网络中的图像采集、传输、处理和显示,本文设计并实现了一种具有较强实用性的近距无线图像传输系统。采用OV7670图像传感器作为图像数据采集器,高速低功耗的nRF24L01射频模块作为无线收发器,采用MSP430F14916位超低功耗单片机作为微处理器,所构成的系统具有功耗低、图像传输速度快等优点。作者详细阐述了该系统的硬件结构和软件设计。     

基于MSP430微处理器的低功耗无线传感器网络节点设计

针对目前温度、湿度等数据采集监测系统功耗大、应用场合有限等缺陷．设计一种基于MSP430系列微处理器的低功耗无线传感器节点。硬件设计基于Moteiv方案,采用超低功耗单片机MSP430F1611作为数据处理芯片,以CC2420无线射频芯片作为收发芯片,并拥有JTAG以及其他扩展接口。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。     

电子系统设计的低功耗技术

根据电子系统的设计实践,分析了低功耗系统设计时要考虑的因素,并以广泛使用的ＭＣＳ－５１系列单片机的低耗系统的设计为例进行介绍。给出了一种电源控制电路部分的实现方案及系统低功耗控制程序的设计思路。     

地下水监测系统电源值更电路的设计与实现

针对地下水监测系统野外工作无人值守、更换电池困难、采样时间短、待机周期长的特点,采用值更电路控制系统在不同功耗状态自动切换的方法延长电源使用寿命。考虑到系统参数配置命令复杂、野外采样情况多样、通信时序不稳定的特性,提出了硬件多触发源与软件状态字配合工作的措施实现系统逻辑控制。引入值更电路的地下水监测系统整体功耗大幅度降低。实测结果验证了值更电路的可行性-表明值更方式必将成为野外监测行业的发展方向。