嵌入式数据融合系统的设计与实现

介绍了一个基于ARM9嵌入式系统的数据融合平台设计与实现过程。采用S3C2440嵌入式微处理器、ZigBee无线传感器网络和实时Linux操作系统,集成单传感器数据融合与多传感器数据融合两套算法,能够依据环境切换融合算法,并可方便地集成各种数据融合算法,特别适用于旧系统改造、流动式数据检测与控制等场合。     

一种水下无线传感器网络节点设计及其ARM实现

针对在水下环境应用日益广泛的无线传感器网络及其所面临的网络节点数据实时处理能力有限的现状,提出了一种新的设计解决方案,即基于ARM的水下无线传感器节点设计方法;采用灵活的直接数字合成的信号产生方法;将其与ARM的数据计算处理能力、嵌入式系统移植的特点结合起来,充分发挥两者的优势,完成一种具有优势的水下无线传感器网络节点设计。     

嵌入式WSNs汽车防盗系统

无线传感器网络是由分布于一定的监控区域内,用于监测特定环境信息的无线传感器网络节点组成的.本文给出了嵌入式无线传感器汽车防盗系统的软硬件设计方案.在综合考虑节点性能、功耗、成本等基础上,采用当前流行的ARM系列微处理器AT91 SAM7S256,GPRS模块MC39i.加速度传感器ADXL202实现无线传感器网络节点的软硬件设计.     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

嵌入式在无线传感器网络中的应用研究

无线传感器网络作为一门多技术交叉融合的新研究领域,已经在网络管理与查询以及数据分发等方面取得了相当大的进展。围绕传感器网络与外部网络互连问题,重点研究基于32位ARM微处理器与嵌入式实时操作系统的嵌入式无线传感器网络架构以及无线传感器网络数据管理与查询模式,设计了基于Web的嵌入式传感器网络系统,在所构建的嵌入传感器网络平台上,通过应用CGI技术成功实现了嵌入式Web与浏览器之间页面的动态交互。     

基于嵌入式无线传感器网络平台的实现

介绍了基于嵌入式无线传感器网络测试平台的软、硬件设计与实现方案,由嵌入式单片机ARM作为核心控制模块,结合外围传感器和无线收发模块,把传感器节点采集的环境数据,进行简单处理后传送到网关节点,网关节点对数据融合处理后,通过TCP/IP模块封装成IP数据包通过移动通信模块发送到服务器,对数据进行管理;同时介绍了嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ、小型TC/IPP协议栈μIP以及μIP在μC/OS-Ⅱ上的实现.     

室内空气质量监测系统的设计与实现

采用无线传感器网络技术和基于ARM+Linux的嵌入式系统架构,设计了一款室内空气质量监测系统,能对甲醛、PM2.5等空气品质因子进行现场数据采集,并通过二级数据融合评估和输出室内空气环境的质量等级。客户端计算机与智能手机可借助于无线与有线网络,对数据进行远程访问和实时监测,为实现物联网应用中的环境监测提供了有效的解决方案。     

基于ARM和WSNs的智能家居安防系统设计

针对家居安防系统的需求,设计研发了基于ARM和WSNs的智能家居安防监控系统。该系统以无线传感器网络为基础,构建探测和通信平台,采用以ARM9微处理器和nRF9E5无线单片机为核心的嵌入式系统构建家庭总控制器、探测节点和执行节点。探测节点利用配置好的传感器对家居环境进行监测,并通过无线通信方式将报警信息传送给家庭总控制器和执行节点。该系统具有探测效果好、可扩展性强和装设灵活的优点,是家居安防的有效解决方案。     

基于IPv6的无线高原冻土监测系统

设计了一种新型的高原冻土监测系统。采用ARM7内核的MCU进行控制,并基于IPv6协议利用IPv6技术和GPRS技术相结合的方式,建立了可自组网的无线传感器网络,实现了对指定区域环境参数的实时监测。系统使用了多个土壤水分传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、氮气传感器对高原冻土环境进行全方位实时观测。各监测点将数据通过基于IPv6的无线网络传送给汇聚节点,汇聚节点再通过GPRS网络将数据传送给监控中心。监控中心可以对数据进行记录和分析,更好地指导环境保护和建设工作。     

基于Web服务的无线网络节点传感器研究

网络传感器是网络化测控系统中的一个独立节点,如何将其快速的集成到应用系统是研究的热点之一.本文基于面向服务和嵌入式技术,给出了一种无线网络节点传感器实现技术,在以ARM9微处理器为核心的硬件系统上,选用WlFIUSB网络接口 TL-WN321G+54 M,采用嵌入式Linux操作系统和gSOAP嵌入式Web服务开发工具实现了嵌入式Web服务网络节点传感器,为应用系统集成提供了统一的接口技术.     

基于数据挖掘的电力仪表图像智能监控系统设计

现有的电力仪表图像智能监控系统存在着稳定性差、效率低下的弊端,为了解决上述问题,引入数据挖掘技术对电力仪表图像智能监控系统进行设计与研究。电力仪表图像智能监控系统硬件设计包括图像采集单元、数据挖掘单元、无线通信单元与控制器单元设计,软件设计包括数据挖掘终端节点软件、无线通信协调器节点软件与控制器软件设计。通过系统硬件与软件的设计,实现了电力仪表图像智能监控系统的运行。通过仿真对比实验得到,与现有的电力仪表图像智能监控系统相比,设计的电力仪表图像智能监控系统极大地提升了系统的稳定性与监控效率,充分说明设计的电力仪表图像智能监控系统具备更好的监控性能。     

分布式网络多通道实时数据无线监测系统设计

普通无线监测系统中单个数据节点完整性较低,不能在适应网络多级结构分布形式变化的前提下,完成数据传输情况的实时记录。为解决上述问题,设计新型分布式网络多通道实时数据无线监测系统。通过数据实时采集、JIAG无线监测电路设计,确定网络服务器在分布式串口中的连接形式,完成新型监测系统的硬件设计;针对监测电路模块,对多通道网络协议、节点监测主程序、无线监测上机位三大环节进行调整,完成新型监测系统的软件设计,实现系统的顺利运行。对比实验结果表明,与传统系统相比,应用新型无线监测系统后,多级网络结构分布适应性提升35%左右、单个数据节点的完整性提升20%左右。     

基于无线传感器网络的机房环境监控系统实现

针对目前机房环境监控系统存在的不足,利用无线传感器网络优点,提出了一种基于无线传感器网络的设计方案.从节点硬件选型、无线传感器组网、无线传感器节点软件设计,Sink节点软件设计,上层管理软件设计方面阐述了机房环境监控系统的实现.与传统的机房环境监控系统相比,该系统测量准确、便于部署、易于扩充,有利于降低系统成本.     

水产养殖水质pH值无线监测系统设计

设计了一种水产养殖pH值无线监测系统,系统传感器节点以MSP430F149单片机为核心,以nRF905射频芯片为无线通信模块,采用PHG—96FS型传感器采集pH值和水温数据。根据pH电极的测量原理,建立了pH值测量数学模型,采用最佳分段的二次多项式方法拟合温度系数KpH曲线,实现了pH值测量软件温度补偿,提高了测量的准确性。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB 6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。实验结果表明：系统运行稳定,数据传输正常,能够完成水产养殖水质参数的监测。     

基于Zig Bee网络的温室节水灌溉系统设计

为了实施有效的温室节水控制,设计了一种基于Zig Bee网络的温室节水灌溉系统。硬件部分以CC2430构建无线土壤水分传感器网络,包括无线传感器节点、控制节点、协调器节点;软件部分包括底层节点数据的采集和传送、协调器节点数据接收和发送、监控终端管理3个部分。采用LabVIEW对上位机监控软件进行了开发,人机交互界面友好。该系统实现了土壤含水量的自动采集,并根据作物的需水状况进行自动灌溉。实验结果表明:该系统具低功耗、低成本、可靠性好、安装维护方便等特点,通过合理设置控制参数,可以实现节水的目的。     

基于ZigBee技术的粮库环境监测系统设计

根据粮库环境的应用需求,设计了一种粮库环境监测系统,该系统由上位机监控中心和ZigBee无线监测网络两部分组成。采用以CC2530芯片外加CC2591射频芯片为核心的节点开发策略,并移植了Z-Stack协议栈,然后对ZigBee组网系统进行了软件设计;同时应用VC6.0平台设计了上位机监测界面。实验表明,该系统采集数据准确、数据传输实时性较好。     

温湿度监控系统设计

针对环境温、湿度多点监测需要,设计了基于RS485通信总线的下位机+上位机温、湿度多点监控系统,下位机以STC12C5A60S2单片机为主控机节点,从机节点使用的是DHT21数字温湿度传感器进行温湿度的数据采集,通过RS-485总线传输到主控机后转发给上位机(PC机),用户可通过PC机实时查看各节点数据。本文着重介绍了电路和通信软件的设计和调试过程,上位机终端软件采用C++语言设计,实现了温、湿度数据的实时数字和曲线显示以及上下限设置和控制功能。该系统已在实验室实际使用,实践表明该系统运行可靠,具有体积小,价格便宜等优点,有一定的实用性,可以在生活小区、工厂、楼宇等领域使用。     

基于GPRS的嵌入式系统远程监控和升级

针对工作于偏远地区的数据采集嵌入式系统的监测维护和软件升级问题,提出了一种基于GPRS网络的嵌入式系统远程监控和软件升级方案。方案由ARM和DSP为核心组成嵌入式系统,以电子邮件为载体,通过系统对邮件的读取和发送,实现远程监控系统和升级DSP程序。实践表明,该设计方案具有远程监控稳定性高、可靠性强的特点。     

基于混沌变异粒子群的物种物联网监测技术研究

研究了各类生物物种及其生存环境的监测和保护物联网技术。针对已有的生物物种监测系统存在大规模监测数据冗余度高、汇聚融合粗糙、系统部署及维护较难等问题,提出了一种基于混沌变异粒子群的物联网物种监测技术。该技术根据监测区域内物种种类进行区分建立监测分簇,构建监测子系统,结合种群状态及其环境变化进行粒子变异操作,子系统间通过移动代理节点汇聚和转发数据,对全局数据实施混沌扰动以达到高精度数据挖掘和融合。此外,对于监测节点设计了高效和具有自判读功能模块,使系统具有自适应调节能力。仿真实验和数学分析表明,该技术对复杂物种监测实现了自适应维护和全局数据融合判读功能,有效改善了通信性能。     

矿用起重机能耗感知系统Sink节点设计

针对采用有线传输方式难以实时监测起重机能耗的问题,提出了一种基于无线传感器网络的矿用起重机能耗感知系统Sink节点软硬件设计方案。该节点采用CC2530无线射频芯片实现起重机工作参数的采集和无线收发,采用ENC28J60以太网控制器将接收到的采样数据转换成以太网数据包,上传给后台监控中心;在分析uIP协议栈的数据通信流程与特点的基础上,详细阐述了uIP协议栈在CC2530芯片上的移植,以及Sink节点功能函数的编写。测试结果验证了该设计方案能够准确地实现TCP数据包的传输,满足矿用起重机能耗感知系统数据传输需求。