一种用于人体传感器网络的接收器模拟前端

设计了一种用于人体传感器网络的低功耗接收器模拟前端,电路物理层信道利用人体进行通信,并采用了一种宽带信号传输技术,可以在0.8 V电压供电,100 mV输入敏感度条件下传输20 Mb/s的数据。片上的电压偏置电路提供了50Ω的输入阻抗。放大器采用了一种低压低功耗的Cascode结构,具有58 dB的增益,25 MHz的增益带宽积。另外采用了一种结构简单,功耗极低的电流反馈型Schmitt触发器。电路采用SMIC0.13μm标准CMOS工艺设计,面积0.02 mm2,供电电压0.8 V,功耗仅为2.2 mW。     

冷库氨气无线监测系统与泄漏点定位方法

针对目前冷库氨气泄漏事故频发的现状,设计了基于无线传感器网络的冷库氨气监测与泄漏点定位系统,详细介绍了传感器节点、协调器节点的组成结构,提出了适用于冷库氨气泄漏定位的扩散模型和定位算法,并在不同的监测面积下进行了氨气泄漏定位模拟实验和算法对比分析。实验结果表明:质心算法的相对定位误差为11%左右,低于最近点法50%左右。相对于目前冷库普遍采用的超限报警方式,将无线传感器网络中的定位技术应用到氨气泄漏源定位中有着重要的作用,有利于快速找到泄漏点,及时解决冷库氨气泄漏事故。     

无线传感器网络基于路径的非均匀分布策略

无线传感器网络中多对一的数据传输方式导致节点负载的不均衡性,靠近汇聚节点(Sink)的节点要比远离Sink的节点消耗更多的能量,如此容易引发能量空洞问题。针对该问题,从网络数据的传递路径出发,根据网络中节点承担的路径数量的不同,平衡各层节点的能耗,提出感知节点覆盖率一致、内层路由节点与其所有外层感知节点数目相同的的非均匀分布策略,并通过仿真实验证明了该方法的有效性。     

无线传感器网络选择性DV-Hop定位算法

针对传统的矢量跳距(DV-Hop)定位算法平均定位误差大的问题,提出了一种具有选择性的改进DV-Hop定位算法。该算法首先剔除长距离信标节点信息,更新最小跳数与平均每跳距离,再次根据信标节点的实际距离和估计距离的误差进一步修正平均每跳距离。仿真结果表明:选择性DV-Hop定位算法能有效地减小平均定位误差,适应各种网络。     

车辆装载长度测量系统研发

车辆超长会影响车辆的通过性与行驶安全性,为准确测量车辆装载长度,研发了基于红外光幕传感器和光电开关、单片机及超声波测距传感器的车辆装载长度测量系统,对系统的软件程序和硬件系统进行了设计和调试,搭建了高速公路入(出)口模拟平台,对所研发的系统进行实验验证,实验结果表明:该测量系统的测量精度较高,由于采用了双基准触发机制,解决了高速路入(出)口车辆排队情况下的车辆装载长度的准确测量,该系统可以应用到高速路入(出)口处,可以配合其他几何尺寸测量系统与称重系统对车辆的超限情况进行全面的检测。     

基于能耗优化的AODV路由协议

在无线传感器网络中,为了优化和平衡各节点的能量消耗从而达到延长了网络寿命的目的,提出了一种基于能耗优化的AODV(E-AODV)路由协议。E-AODV优先选择剩余能量较高的节点参与路由同时选择能耗相对较小的路径作为路由,引进了被动更新路由和动态调整发射功率两种机制。NS-2仿真结果表明:与传统AODV相比,E-AODV降低了网络的整体能耗,有效均衡使用各节点的能量,延长了网络寿命。     

卟啉传感器气体检测系统流量控制研究

针对目前卟啉传感器气体检测系统中采样气体流量控制的不足,提出了一种控制精度高、响应速度快、超调量小的流量控制系统。该系统利用增量式PID算法调整PWM脉冲信号的占空比,从而间接地改变直流电机两端电枢电压的大小,实现对采样气体流量的控制。流量控制精度为±1.5 cm3/min,且气体流量仅需15.6 s就能达到稳定。实验结果表明:控制采样气体流量,有助于卟啉传感器气体检测系统准确、快速地实现对目标气体的检测。     

基于改进粒子群优化的无线传感器网络定位算法

无线电干涉定位系统获取的干涉距离是4个传感器节点间距离的线性组合值.针对以两个节点间距离作为输入的传统定位算法无法直接利用上述干涉距离进行定位的问题,提出一种基于改进粒子群优化的定位方法.利用干涉距离的实验数据,分析比较了遗传算法和改进粒子群优化在无线传感器网络节点定位问题中的性能.结果表明,基于改进粒子群优化的定位方法的平均耗费时间远远小于基于遗传算法的定位方法,具有更高的优化效率.     

声表面波气体传感器振荡电路设计

基于反馈振荡器的工作原理,采用对振荡电路的开环增益和相位进行检测和调节的方法,设计制作了用于声表面波(SAW)气体传感器的振荡电路。根据开环测量的结果,通过改变匹配电感值来使得0°相位在增益峰值附近,以获得稳定的振荡和提高振荡器可承受的最大传感器插损。在印制电路板(PCB)版图设计中,采用50Ω特性阻抗和保证最短RF回流电流路径等措施以实现稳定的振荡。基于上述方法,分别制作了频率为315,433.92 MHz的振荡电路。后者的噪声幅度在20 Hz以内,标准方差约为3.92。该实验结果表明:此设计方法具有快速、便捷、可靠的优点,设计的振荡电路具有较高的稳定性,可广泛用于SAW传感器设计。     

电容式倾角传感器在底盘悬挂系统中的应用

以P89V51RD2FN单片机为控制核心,采用电容式倾角传感器实时测量车辆底盘的倾斜角,并用光电传感器检测车辆最终运动姿态和车速。光电传感器和倾角传感器将实时测量信号馈送至单片机,并采用增量式PID控制算法确保车辆能够达到平衡。利用CANBUS 2.0将数据传输至车载电脑来达到智能化车姿控制。实验结果表明:系统响应时间快,精度高,性能稳定。