短距离无线数据低功耗传输协议研究

针对短距离无线数据传输设备因高功耗而限制了工业应用这一问题,本文基于Freescale公司的MC13213硬件平台,对其低功耗的数据传输协议进行了研究,采用信标同步机制极大地降低了无线数据传输设备的功耗。     

基于MCU和nRF905的低功耗远距离无线传输系统

介绍一种基于MCU和nRF905的低功耗远距离无线传输系统,描述了系统设计软硬件的实现方法和多点传输数据的通信协议。系统主控芯片采用通用的低功耗MCU芯片MSP430,射频芯片采用具有多信道的单片收发芯片nRF905。同时提出了跳频机制保证数据传输的可靠性,增加了系统的鲁棒性。     

无线传感器网络数据健壮性传输设计

无线传感器的网络通信机制和节点设计原理基本相同。多种无线传感器网络(WSN)处于同一个区域时,会产生同频率传输干扰。此外,传统的无线传感器网络主要考虑节点成本、体积、网络容量和电池能量等因素,忽略了同频干扰导致的网络数据传输丢包和延时增加的情况。采用乒乓方式,利用无线传感器网络空余时隙以及节点内部剩余存储空间,在不改变无线传感器网络节点硬件的基础上,提升了网络传输性能。当网络出现干扰时,利用内部存储器对无线数据进行缓存。一旦监听到网络空闲,立即将缓存的无线数据进行传输,达到了提高网络带宽利用率、降低丢包和延迟的目的。理论分析和传输试验证明,该方式在不改变硬件条件的情况下,通过状态切换的方式,避开了干扰时段的数据传输,在空闲时隙实现了数据的完整传输。该方式在工业现场监控、智能楼宇、物联网等现场环境方面,具有广阔的市场前景。     

基于CC1101的大容量数据无线传输方法

设计了无线收发模块电路,分析了无线收发芯片CC1101的主要寄存器特点以及CC1101的数据帧格式.提出了无线收发器的两种大数据量数据收发方法,并对两种方法进行了比较.采用监测FIFO门限的方法给出了超过256 B长的数据包无线收发的实现过程.这种方法主要通过中断服务子程序实现数据收发,功耗低.实测结果表明,所设计的大数据量无线收发方法性能稳定,达到了实用要求.     

采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统

电线故障会引起火灾,对电线温度、电流进行在线监测能预防事故发生。设计了采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统,系统由传感节点、中继节点、路由节点、服务器和客户端组成。采用自供电技术解决无线传感网络监测系统中传感节点不能持续供能的问题,对传感节点工作状态进行控制以降低传感节点能耗,传感节点具有体积小、能耗低、不用更换电池等特点。分析自供电条件下,无线传感网络的网络结构,引入中继节点,延伸通信距离。将系统用于电线安全监测,该系统通信可靠、工作时间长、数据实时、人机操作方便,为电线安全的监测提供了技术支持。     

基于光载无线交换的数据传输系统

根据智能农业这一未来农业的发展方向的要求,结合光载无线交换技术的原理及特点,提出的一种新型的基于光载无线通信(ROF)技术的数据传输系统。它不仅具有ROF大容量、低成本、可重构的特点外,还结合数字光纤、以太网技术和无线局域网技术,可以安全可靠地将数据采集层的数据传输给业务层。     

谐振式无线供电技术在无线传感网中的应用研究

为了研究无线传感网的磁耦合谐振式无线供电技术,根据电路理论,建立了单线圈发射3个线圈接收的电路模型,同时推导和研究了负载电压、传输效率等传输特性与谐振频率、负载电阻、各线圈间的互感系数的关系。利用传输特性公式,通过Matlab仿真,确定了各线圈的电感值,分析了线圈电感值、传输距离和负载电阻值对传输特性的影响。最后通过无线传感网的无线供电实验验证了理论推导和仿真分析的正确性,为电网的无线传感网的谐振式无线供电技术提供了一定依据。     

ZigBee结合GPRS的无线自组网的数据传输系统

为解决数据通过无线自组网远距离传输所存在的问题,设计了ZigBee结合GPRS的数据传输系统。介绍了系统的硬件架构以及终端通过路由转发数据的过程,同时对终端节点发送、路由转发及数据上报到网关等环节进行了软件设计;最后对系统运行进行了测试。测试结果显示,数据可以稳定地从终端节点传输到服务器端,系统有效地实现了数据在无线自组网中的远程传输。     

基于无线网络的海洋传感数据实时传输系统设计

探索与开发海洋资源对人类有着重大意义,而海洋数据的获取又是探索和开发海洋的前提,如何准确、高效和实时地获取海洋传感数据已成为海洋探测的关键问题。目前用于海洋数据获取和传输的方式主要有有线传输、水声通信、基于移动网络的GPRS通信和卫星通信等方式,但是由于它们各自的局限性,均无法同时满足数据传输的高效率、实时性、低功耗和低成本的要求。文章提出了一套新的数据采集传输系统,基于无线网络的海洋传感数据实时传输系统。水下通过感应耦合方式将部署在水下的海洋传感设备数据进行提取,通过一条包塑钢缆将挂在其上的传感器所采集到的数据依次传输到数据采集板进行处理和存储。水上使用FGR2无线模块组建无线网络,依托FGR2模块高速率、远距离、抗干扰等优势完成数据的实时远距离无线传输。同时,通过FGR2模块组成的无线网络,把所有节点组到一起,网内主节点可以通过网络协议依次获取多个浮标的数据,并可以控制实现海洋传感数据的准确获取与传输,以达到海洋数据获取的实时、高效、低功耗和低成本的目的。     

无线供电技术展望 无线的最后一公里

上期我们曾经为大家介绍过未来高速数据接口的发展趋势,其中高速无线数据传输已经在其中占据了非常重要的位置。它们使我们桌面上的线缆越来越少,然而电源线一直是电子产品无法抛弃的羁绊。本期我们为大家介绍的技术将彻底剪断这个小尾巴。     

无线传输显示系统

以STC89C52单片机为核心,由NRF24L01无线数字传输芯片、DHT11温湿度传感器、1602液晶显示器构成的无线温湿度检测系统。DHT11温湿度传感器温湿度传感可以直接测得当前的温湿度值,并将其转换为数字信号传入单片机。无线传输采用低成本单芯片nRF24L01型无线收发器件实现系统间的无线通信,完成无线信号的接收、显示及报警功能,最终实现了温度无线传输、显示功能。     

基于电磁耦合的水下无线能量传输系统

设计并实现了一种基于电磁耦合的水下无线能量传输系统。该系统采用全桥整流电路实现高频逆变,优化驱动电路,采用STM32F103VBT6处理器实现全桥PWM控制与电流监测,结合理论计算与有限元分析方法获取最优参数耦合器,进而实现电能的无线耦合传输。水下试验证明,该系统可实现有效的水下无线能量传输。     

基于自供电的无线传感器网络MAC层协议研究

针对自供电的无线传感器网络,提出了一种新的MAC层协议DFSA（动态帧时隙ALOHA）,该协议对能量进行系统管理。仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,DFSA能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量充分利用,在保证较高的传输效率下获得最高的信道利用率,同时提高了数据传输的可靠性。     

基于无线传输的多探头湿度控制仪

本文介绍了一种多探头输入利用无线数据进行传输的湿度控制仪,给出了单元电路图和程序流程图.该系统提供多个探头输入,可以采集多点的湿度值得到其平均值,进而控制加湿器的可靠起停,还利用编解码技术和无线数据传输技术,传输稳定可靠,适合于需要利用无线数据传输的区域.     

基于非线性能量收集的多用户MIMO认知无线供电通讯网络

能量收集网络能够延长能量受限型网络的生命周期,然而目前的研究大多针对单一天线的网络系统,同时线性的能量收集模型无法准确刻画系统能量收集过程.为此,针对能量收集多用户多输入多输出认知无线供电通讯网络系统,基于非线性能量收集模型分别建立overlay和underlay场景下的系统吞吐量优化模型;由于系统模型的参数耦合和非线性约束特性导致问题为联合凹的,利用等效代换将系统模型转化为等效凸问题,使用拉格朗日对偶方法求解;继而分别给出能量与信息协方差矩阵最优解形式及最优时间分配系数的求解方法,并使用数学方法证明其最优性.最后,基于实际的风电能量收集数据,验证算法的有效性及性能.仿真结果表明,与平均功率分配算法相比,最优求解算法能够实现更好的平均系统吞吐量,同时所述算法均在有限次迭代后达到稳定收敛.     

水下无线供电数据传输系统设计

为了减轻水下自主航行器(AUV)在无线充电过程中不断变化的电池等效阻抗及海流冲击造成的互感变化对无线电能传输系统的传输功率及效率造成的影响,提出了一种基于无线供电的数据传输系统设计方案,实现初、次级侧通讯功能,形成无线电能传输过程的闭环控制,保证充电过程平稳、高效;系统使用dsPIC30f4012芯片产生变化频率的互补方波信号,驱动逆变器产生调制后的能量信号;此外综合考虑了能量传输和数据传输性能指标,对系统参数进行优化;在数据编码中加入了纠错和同步机制,提高传输准确率;完成了硬件实验平台的搭建,验证了系统可行性,并测试了不同条件下系统的性能指标;实验结果表明:系统在0 dB信噪比时,可实现稳定0误码率数据传输,满足实际工作环境下的应用需求.     

基于平面微带线圈无线电力传输效率研究

磁耦合谐振式无线能量传输技术主要是由谐振频率相同的发射线圈和接收线圈构成,在近距离范围内,当工作频率等于发射和接收线圈的谐振频率,线圈之间通过磁场耦合谐振的作用完成能量的传输,是电力传输领域的一个全新的技术方向。在本文中,磁耦合谐振无线能量传输系统由印制在两块FR-4基板上的微带线圈组成,且谐振频率为13.56 MHz的微带线圈分别印制在每块基板的两面。根据FITD(Finite-Integral Time-Domain)算法对磁耦合谐振无线能量传输系统模型进行仿真与分析,在13.56 MHZ的频率下,磁耦合谐振无线能量传输系统的传输效率最大可达到64%。在构建无线能量传输平台后,通过实验测得传输效率可以达到54%。     

基于LabVIEW无线数据控制与传输系统的设计

将无线传输技术与虚拟仪器技术相结合,设计了一种数据控制与传输系统.该系统具有控制指令发送、数据发送和数据接收3种工作方式,控制指令和传输数据两种信息类型.通过系统结构设计、电路设计、通信协议设计、软件设计、LabVIEW系统界面和USB驱动程序设计等,该系统可以向微处理器发送控制指令信息,设置上位机和下位机工作模式和工作参数,实现传输数据信息发送和接收的半双工通信功能.整体设计表明,为无线数据的控制与传输提供一种设计方法.