基于无线传感网络的爆炸场振动监测系统

爆炸场振动测试中节点分布范围广、数量多,对各测试节点的状态监控及全局管理难以有效实现,传统测试方案中节点部署后难以快速更改状态;针对上述问题,依据模块化、标准化和稳定性原则,设计了一种基于无线技术的振动监测系统;给出了爆炸场振动监测系统的基本功能单元,包括数据采集设备、无线组网设备;数据采集设备具有高精度采集、数据存储、高精度同步、定位定姿等功能;利用无线网桥技术构建了覆盖广域范围的无线网络,支持IEEE802.11 n/ac协议,实现了对远程分布式测试节点的集中管理、状态监控、数据传输,也可对指定测试节点的工作模式进行快速设置,以满足测试需求;测试节点的振动测量范围为0～10 g,室外1公里数据传输;通过模拟测试试验验证了系统的有效性,各项功能满足工程需要.     

参数可变的无线式冲击波超压测试系统的研究

存储式测试在冲击波超压测试中应用多。在冲击波超压场测试中,超压峰值和时域脉宽随着TNT当量的大小和测点距爆心的距离的大小变化而变化,近距离和远距离之间超压峰值以及时域脉宽近几十倍之差,为提高测试系统的精度和测试系统的灵活性,提出了一种参数可变的无线式冲击波超压测试系统,此系统主要由无线Zig Bee模块对多个传感器节点进行无线参数设置(量程设置、采样频率设置、触发电平设置等),通过冲击波超压测试理论计算和靶场实验数据的分析,验证了该系统设计方案的可行性和优越性。     

基于无线数据传输的冲击波超压测试系统的研究

针对冲击波场测量中存在的通用测试系统布设不方便和存储测试系统无法监测系统状态以及需要回收读数的问题,研究了具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波压力测试系统,介绍了系统数据采集模块和无线数据传输与控制模块的设计。试验数据表明：该系统运行稳定可靠,能有效捕获数据并能实现无线数据传输。     

冲击波超压无线存储测试系统研究

针对大当量爆炸场冲击波测试中测点数量较多且相对分散,测点布设后不能有效监测状态、数据复现时间长、操作不便等问题,将无线WIFI技术与存储测试技术同时应用于冲击波测试中,不仅省时省力,而且提高了测试的可靠性。结合上述两种技术,本文给出了测试系统的设计方案以及无线子系统的通信原理,采取了多种途径来提高无线通信能力,使系统的无线通信距离达到2公里。该测试系统已成功应用于靶场静爆试验中,试验结果表明研制的系统数据准确、可靠性高、传输距离远、操作方便,有良好的应用前景。     

无线传感器网络技术在炮口冲击波测试中的应用

炮口冲击波现场试验中测点分布数量较多且相对分散,且对测试仪器机动性要求较高,针对该问题,将无线传感器网络技术应用其中,不仅能提高测试系统的上下电灵活性,而且为整个测试系统提供了统一时基。重点介绍了系统无线模块的电源管理模块智能化设计和无线传感网络的工作流程,并且对测试系统的无线同步性进行实验室激波管校准试验和现场火炮实测试验。试验结果表明:将无线传感器网络技术应用于炮口冲击波测试,可以使仪器操作更简单,提高测试系统的机动性和测试效率。     

基于GPRS的输油管道阴极保护远程监测系统设计

为实现输油管道阴极保护系统的远程自动化监测与参数集中管理,开发了一种基于GPRS的分布式管道阴极保护参数远程监测系统;设计监测终端检测现场保护点的阴极电位、恒电位仪电压和阴极保护电流,采用GPRS无线网络以TCP/IP方式远传数据至监测中心工控机,实现了分布式多监测点阴极保护状态的在线监测与参数管理;运行测试结果表明,该系统稳定可靠,实现了对多站点、多通道数据的远程集中监测,阴极电位的检测精度达到了0.5%,可满足输油管线阴极保护的远程自动化监测需求。     

基于无线传感器网络的钻井井场监测系统

无线传感器网络已经广泛应用于工业监控领域,本设计在无人值守作业条件下,能够连续监测钻井井场各种信息的系统.运用无线传感器网络技术设计了泥浆压力、温度、硫化氢等传感器节点,实现现场信息采集,运用优化理论设计的数据传输协议完成数据的高效传输.各无线传感器节点采用锂电池供电,体积小,监控中心观察到的井场信息能够实时反映现场的状态,实现数字化油田.     

炮口冲击波超压无线存储测试系统设计

为了评估炮口冲击波对相关操作人员及设备造成的损伤和破坏程度,将存储测试技术应用到炮口冲击波测试中,并结合无线传输技术,使得测试主控制台可以在一定距离外进行有效监控。通过对测试系统进行的激波管动态校准,符合国军标对炮口冲击波超压测试的基本要求。测试装置在无线触发状态和多次重触发状态进行了测试试验,均成功获取到炮口冲击波超压曲线。试验结果表明所设计的炮口冲击波无线存储测试系统能有效工作,同时具有操作简单等优点,具有良好的应用前景。     

一种无线传感器网络节点的研制

无线传感器网络系统中,每个传感器节点都具有无线通信功能,各个测点的传感器单元,对此处的参数进行测量,并组成一个无线网络,将测量数据通过该网络以无线方式传送到监控中心。无线传感器网络系统与传统的有线传感器网络相比,具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,非常适合用于对布线困难的区域、人员不能到达的区域和一些临时的场合的状况进行远程监测,如大型建筑的健康状态监测,空间探索,灾害预测,获取敌方战场信息等,也因此成为国际上的前沿热点研究领域。针对环境及结构状态监测,我们设计了一种无线传感器网络,该网络由若干传感器节点,一个无线接收功能的网络控制节点及一台计算机构成。无线传感器节点分布于需要监测的区域内,执行数据采集、处理和无线通信等工作,网络控制节点接收各传感器的数据并以有线的方式将数据传送给计算机。结构如图1所示。本文详细介绍了该无线传感器网络中无线传感器节点的设计,并给出实验测试结果。     

南疆地区的大规模农田远程监测系统设计?

针对南疆农业信息化需求,本文就实现大范围、远距离、低成本数据监测系统展开研究。设计了一套能实现基本功能的远程农田数据采集系统,在农田现场搭建无线采集网络;采用网络化嵌入式数据采集节点采集农田信息;数据通过无线信道远程传回农田监测中心;服务程序通过网络从采集节点采集数据,并完成处理和存储的工作。通过该系统可方便地查看地农田的状态信息,为从事农业生产、农业指导等工作带来便利。     

无线与存储融合的传动轴扭矩测试系统设计

存储测试非常适合于旋转轴扭矩测试,但是存储测试需事后回收处理,无法现场观测数据,且参数设置固定。针对上述问题,结合履带式车辆传动轴扭矩测试情况,以存储测试为基础结合Zigbee无线技术,设计了基于LabVIEW上位机控制的无线存储测试系统,利用Zigbee无线网络实现无线触发和多次重触发,并回传测试开始后的少量数据,根据回传数据调整测试单元的参数。实验结果表明该测试系统存储测试与无线技术能有效结合,充分发挥各自的技术优势,提高了测试效率和数据的可靠性,具有良好的应用前景。     

基于WiFi的无线存储测试系统设计

为了解决传统测试仪器在针对场信号测试时布线麻烦、干扰严重;现有的存储测试系统无法监控各测点状态、数据不能及时回传等问题.提出了一种基于WiFi的无线分布式测试系统,综合运用存储测试和无线通信技术,解决了存储测试中出现的问题.系统在FPGA控制下完成数据采集存储和无线传输等功能.增加了断线重连等无线功能,保证数据传输的可靠性,并对天线进行选择.试验结果表明,系统工作稳定、数据传输可靠,能够对各测试节点进行状态监控、参数设置和数据回读等操作,具有良好的应用前景.     

面向车辆环境的WSN能效优化

面向车辆环境的WSN组网可有效降低现有汽车有线连接的布线复杂度和提高车辆集成效率。车载有线网络升级为无线互联的过程中,模块节点的供电是个问题,为解决这个问题,节能必不可少,而且节能和环保也是绿色新能源汽车的发展趋势。为此,面向不同业务类型的传输速率需求,首先提出了基于WSN的车载多制式无线组网方案,实现车内数据的无线采集和传输;然后基于Atmel开发平台,提出了基于节点睡眠唤醒的节能机制;最后设计了多节点能耗测试方案,验证了所提节能机制的有效性。实验结果表明,所提节能机制可使网络节点具有较低的功耗,有效延长了节点的生命周期。     

基于ATML的舰艇装备多状态测试系统设计

针对当前舰艇装备多状态测试系统的参数存在间断性,导致对舰艇装备测试的误差较大的问题,基于ATML设计了一种新的舰艇装备多状态测试系统;系统硬件由处理器、驱动器、传感器、监测器组成,选择麒麟990系列的处理器组成,能够有效降低内部负载,采用HDJ-8交流驱动器,内部引入2.7kV、5.7 kW、10 kV三个级别电压,保证系统的电源电量,传感器是HDU传感器,功能齐全,监测器选用骁龙芯片,在无线通信功能的基础上实现状态监测;系统软件设计过程中,采用ATML技术实现舰艇装备多状态测试系统参数自检,保证参数的准确性及全面性;建立状态分量建模,通过分析文字文件、装备数据提取、状态检测实现舰艇装备多状态测试系统软件流程;实验结果表明,设计的基于ATML的舰艇装备多状态测试系统能够有效改善参数的间歇性,降低系统内部误差.     

能量高效的无线传感器网络非均匀分簇路由算法

针对无线传感器网络能量有限的问题,提出了一种能量高效的非均匀分簇路由算法.算法中首先通过在"热区"内选举传送节点,有效的解决了"热区"内负载不均衡的问题;非"热区"内的节点根据节点的剩余能量选举簇头,簇头选举结束后其余节点加入到距其最近的簇头中;节点入簇后,基于相似数据的收集策略,寻找符合条件的相似节点,休眠其中部分冗余的节点;改进的算法中不再每轮结束后都重新选举簇头,减少了能量的浪费;最后在数据传输阶段,采用改进的簇内单跳,簇间多跳的通信方式传输数据.仿真结果表明,本算法有效的降低了能量的消耗,改善了传感器网络的性能,提高了网络的生存时间.     

ISM与4G网络融合的无线热计量云系统设计与实现

针对我国建筑能耗监测系统中热计量数据远程采集难度大,建筑内部近距离计量节点部署不灵活等问题,将ISM无线网络技术和4G网络技术相融合应用于热计量数据的采集、转换、传输和处理过程中,对ISM网络热计量节点有效组网方式和4G网络数据传输转换方法进行了研究,构建了ISM与4G网络融合的无线热计量系统,提出了一种基于云服务器的远程热计量数据采集平台,并在后期实践中验证了系统功能的可靠性。研究结果表明,使用ISM网络可以方便灵活地对建筑内部热计量节点进行近距离数据采集,降低线路铺设改造成本,结合4G网络和云服务器TCP/IP技术进行远程数据传输与处理可以高效地对热计量数据在云端进行集中实时优化管理,同时也为多种类型的远程热计量数据应用提供了一种解决方案。     

基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统设计

为有效校正航空发动机轴承温度误差曲线,得到准确的温度测量结果,使得发动机元件的寿命周期得到充分延长,设计基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统。将JTAG串口电路中的输出电量,按照实际应用需求,分配至电量集中器与ARM无线传感器元件中。借助温度采集节点芯片整合未完全利用的电量信号,并将其寄存于温感信号协调器内部,完成实时温测系统的硬件开发。根据ZigBee协议栈、Z-Stack协议栈的约束标准,确定温度阈值的计算结果,完善温度实测数据的时序条件,采集航空发动机轴承温度数据。再根据温测节点布置情况,对发动机轴承温测数据实施建模处理,完成基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统设计。实验结果表明,在无线传感器元件的作用下,航空发动机轴承的温度误差曲线得到较好校正,所得温测数据确实贴合实际情况,对于延长发动机元件的寿命周期能够起到一定的促进性影响作用。     

基于进化理论的无线网络室内定位算法

传统测距算法采用电磁信号的理论模型,其参数根据经验确定,导致定位误差较大。为了提高室内的定位精度,减少环境因素的不利影响,提出了一种基于进化理论的无线网络室内定位算法。首先采用模拟生物进化的遗传算法对损耗模型参数进行估计,找到最优的模型参数,然后采用三边定位算法对未知节点进行定位,最后进行仿真实验测试其性能。结果表明:该方法可以有效降低无线网络的室内平均定位误差,具有一定实用价值。     

NR在60GHz定位过程的隐藏节点规避方法

60GHz非授权频段因其波长短、频段宽的无线传播特性可实现更高的定位信号测量精度,因此5G NR-U设备基于60GHz频段进行高精度定位倍受关注;但是由于5G网络是多网异构共存的,存在众多不同无线接入技术（RAT,radio access technology）的设备,潜在的隐藏节点多,即使5G NR-U设备采用先听后说（LBT,listen before talk）方式接入60GHz无线信道,仍无法有效规避隐藏节点,有时会严重干扰定位信号传输而影响定位性能;针对以上隐藏节点问题,文中提出对定位信号资源集中的多个定位信号资源分别配置不同的空间关系,接收端根据定位信号的测量结果实时动态调整其空间关系,尽可能多地规避潜在的隐藏节点;仿真验证结果表明所提方法可将定位信号的测量精度提升了约27%,显著降低定位误差。