温室环境监控无线传感器网络节点的设计

针对温室环境监控系统的特点,设计了温室环境监控的无线传感器网络方案,采用ARM9芯片S3C2440和TI最新的低功耗射频芯片CC2530设计无线传感器网络的汇聚节点和传感器节点。给出了硬件结构,设计了传感器节点的睡眠-唤醒机制,以及汇聚节点Linux操作系统U-boot的移植。     

基于WSN的温室环境信息远程监测系统

针对当前温室环境监测中存在的信号遮挡物多、监测范围大、管理不便等问题,设计一种基于无线传感器网络的温室环境信息远程监测系统。无线传感器网络采用433MHz射频进行信息传输,无线传感器节点和汇聚节点分别采用MSP430F149和LPC2478作为微控制器,实现温室环境信息的实时采集、信息汇聚和数据融合。系统采用星型网络拓扑结构,通过定时休眠、传感器掉电控制等方法来减少能量消耗,并通过基于CSMA/CA算法的无线传输协议,避免了节点间信息传输冲突,保证了传输成功率。无线传感器节点通信性能测试结果表明:使用10dBm射频功率时,距地表1.5m节点的有效通信距离为192m;在无太阳能充电且节点工作周期为30min18s的情况下,无线传感器节点生命周期理论值为98d。温室环境信息远程监测应用结果表明,该系统具有低功耗、高稳定性等优点,节点平均丢包率仅为1.1%。     

基于扩频通信的农田自动灌溉系统设计与试验

为贯彻"精准农业"的要求,针对传统无线传输技术在远程农田灌溉系统中抗干扰能力弱、通信距离受限、功耗过高等缺点,设计一种基于LoRa(long range)扩频技术的农田自动灌溉系统。该系统可以实现农田信息采集、无线传输、实时显示、智能灌溉、及时报警、远程控制等功能。系统终端节点通过传感器采集数据后通过SX1278射频芯片传输到汇总节点,汇总节点通过RS485接口基于Modbus RTU协议与人机交互触摸屏串行通信。通过测试结果表明,该系统稳定无线传输距离达到3 km,农田信息显示准确清晰、自动化灌溉合理、远程控制灵敏,具有较高的实用价值。     

基于CC2430的温室无线传感器节点设计与应用

针对温室环境监控的特点,以CC2430芯片为核心设计一种传感器节点。传感器节点上有温湿度、光照度等传感器,并留有外接接口可以扩展各种传感器。各节点工作在频分多址(FDMA)通信模式下无线传输数据,组成一个小型的无线传感器网络(WSN)。温室大棚内的各采集节点将采集的数据通过各自的传输信道传输到网关节点上,最终计算机通过串口接收到网关节点的数据,并通过软件保存数据。试验结表明：设计的无线传感器节点在FDMA通信系统模式运行下,能够稳定、高效、低能耗地监测温室大棚。     

基于MSP430的热带花卉环境参数无线监测系统设计

为实时监测热带花卉环境参数,本文设计了一种热带花卉环境参数无线监测系统。系统各节点以自组织的方式构成网络,传感器节点采集的数据以多跳方式发送给汇聚节点,由汇聚节点传送至监测中心。节点以MSP430F149单片机为核心,选用AM2306温湿度传感器、NHZD10AI光照传感器进行数据采集,并通过nRF905射频芯片实现无线传输。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VB6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。     

基于LoRa的温室多点无线监测系统设计

根据温室监测的需求和目前温室监测系统存在的问题,提出一种基于LoRa的温室多点无线监测系统.系统由基于LoRa的温室无线监测装置和上位机软件两部分组成.基于LoRa的温室无线监测装置实现温湿度采集、光照度采集、液晶显示和LoRa通信等功能.上位机软件实现用户登录、温室环境状态实时显示、历史监测数据查询和用户信息管理等功能.温室监测装置和上位机软件之间通过LoRa无线技术进行通信.系统应用与分析结果表明,设计的系统能有效实现温室多点无线监测,运行效果良好.     

基于无线传感器网络的温室大棚环境监测系统设计

针对目前温室大棚环境监测系统存在布线困难、灵活性低和成本高等问题,构建了基于无线传感器网络(WSN)的温室大棚环境监测系统,并重点对传感节点和网关节点进行了设计。该系统的传感器节点负责对环境参数进行采集,并通过无线传感器网络将数据发送到网关节点,网关节点再向远程监测平台传输数据。节点硬件的微处理器模块采用MSP430F149单片机进行数据处理和控制;无线通信模块由nRF905射频芯片及其外围电路组成,负责对数据进行传输和接收;传感器模块采用AM2301传感器进行数据测量;电源模块以LT1129-3.3、LT1129-5和Max660组成的电路提供3.3和±5.0 V电源。节点的无线路由协议和时间同步算法均采用C语言开发,实现节点数据采集与处理、规则转发和远程传输等功能。远程监测软件采用NET.ASP、HTML和C#开发,为用户提供形象直观的Web模式远程数据管理平台。该系统在青海省西宁市温室大棚进行了组网测试,结果表明系统运行稳定可靠,网络平均丢包率为2.4%,有效解决了温室环境监测系统中存在的问题,满足温室大棚栽培环境监测的应用要求。     

基于物联网的温室大棚智能监测系统设计

针对传统温室大棚参数监测存在繁琐的布线问题,设计了基于新型物联网技术的温室大棚智能监测系统。该系统以CC2530无线传输模块结合温湿度传感器、光照传感器和CO2浓度传感器构成无线采集节点,对温室环境参数进行检测;检测数据通过由ZigBee模块构成的路由节点选取最优路径实现数据的无线传输;采用STM32作为核心处理器设计嵌入式网关,并利用GPRS技术将现场检测到的数据实时传送给监测中心,实现对温室环境的实时监测和报警。结果表明,该系统运行稳定、测量准确、网络覆盖性好、布点灵活、低功耗并且使用方便。     

基于无线传感网络的植物生长图像传输和分割算法研究

为了获取温室中植物生长图像信息,设计了一款能够监测温室内植物生长信息的无线智能图像采集节点,引入了休眠-唤醒机制大幅降低节点能耗。节点采用STM32ZET6芯片作为微控制器,CC1101为射频模块,扩展了OV7670图像传感器。将SimpliciTI射频网络协议移植到STM32处理器中,将采集的图像信息经过JPEG2000压缩后,分包多跳无线传输至服务器,服务器接收图像,利用改进型LoG算子实现图像分割,得到图像分割结果。结果表明:在温室环境中最大通信距离110 m,节点丢包率较低。一帧JPEG2000格式的温室内植物生长信息图像大小约18 kB,传输时间较短,节点在3.6 V锂电池供电下能工作20 d,汇聚节点接收一帧JPEG2000压缩后的图像时间为158 s。结论:图像节点在温室环境下,以较低能耗采集和传输植物生长信息图像,节点运行稳定,图像分割方法鲁棒性强,在光线变化较大的情况下分割仍然稳定。     

基于无线传感网络的植物生长图像传输和分割算法研究

为了获取温室中植物生长图像信息,设计了一款能够监测温室内植物生长信息的无线智能图像采集节点,引入了休眠-唤醒机制大幅降低节点能耗。节点采用STM32ZET6芯片作为微控制器,CC1101为射频模块,扩展了OV7670图像传感器。将SimpliciTI射频网络协议移植到STM32处理器中,将采集的图像信息经过JPEG2000压缩后,分包多跳无线传输至服务器,服务器接收图像,利用改进型LoG算子实现图像分割,得到图像分割结果。结果表明:在温室环境中最大通信距离110 m,节点丢包率较低。一帧JPEG2000格式的温室内植物生长信息图像大小约18 kB,传输时间较短,节点在3.6 V锂电池供电下能工作20 d,汇聚节点接收一帧JPEG2000压缩后的图像时间为158 s。结论:图像节点在温室环境下,以较低能耗采集和传输植物生长信息图像,节点运行稳定,图像分割方法鲁棒性强,在光线变化较大的情况下分割仍然稳定。     

基于无线传感网络的设施农业智能监控系统

无线传感网络是在微机电系统、片上系统、无线通信和低功耗嵌入式技术基础上发展而成,由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。结合设施农业实际,提出了基于无线传感网络的智能监控系统方案设计,采用基于ZigBee协议的CC2530芯片作为传感器节点和网关/汇聚节点,进行监控参数传输、汇聚和融合;结合数据库技术和专家决策系统,实现了农业生产自动化和精细农业。     

基于LoRa的远程分布式农业环境监测系统的设计

为解决传统物联网组网复杂、传输距离短、功耗高等问题,提出一种基于LoRa技术的农业环境监测系统。该系统以STM32微控制器的外设功能驱动传感器实现多种环境数据的监测,利用LoRa无线通信模块组建数据传输网络。数据传输网络中的汇总节点接收所有从监测节点传来的数据,然后将数据打包处理后通过通用分组无线服务(GPRS)通信网络上传至服务器,利用C#语言开发的上位机可以实现对监测数据的实时显示以及保存。经测试,该系统能够实时准确地监测农业环境数据,运行稳定可靠,可以满足农业环境监测的需求。     

基于WSN的建筑物结构健康监测系统

基于无线传感器网络设计了用于监测建筑物结构的健康检测系统,设计了地无线传感器网络节点.由传感器节点收集建筑物振动加速度值的数据变化,然后利用无线通信模块将处理后的数据发送出去.按照设计好的路由、数据融合算法将数据准确地传送给汇聚节点,进而由汇聚节点转发给基站,实现对建筑物结构健康的无线实时监测.无线传输避免了长距离布线所带来的成本高、施工困难的缺点.     

基于蓝牙4.0技术的农业温室大棚温湿度采集节点的设计

介绍了采用无线蓝牙BLE4.0模块、AT89S52单片机和DHT11温湿度传感器模块构成的农业大棚环境温湿度采集节点,实现了对农业温室大棚内温度和湿度信号的采集,并通过蓝牙BLE4.0模块进行实时通信。本系统与现有的设备相比,实现了温湿度采集节点的无线化布置,方便对大棚内不同区域的环境进行监控。     

基于SI4432和SIM900A的温室环境监测系统设计

针对传统温室环境监测采用有线通信方式的不足,提出了1种基于无线通信技术的智能温室环境监测系统的架构及应用实施方案。该系统以射频芯片SI4432为基础构成短距离无线通信模块,模块通过配置相应的传感器对温室环境中的空气与土壤温湿度等信息进行采集,并将采集信息通过由SIM900A构建的GSM模块传送至远程监控中心。结果表明,该系统具有操作简单、部署灵活等特点,系统传输数据的正确率在95.0%以上。     

基于ZigBee技术的草地环境信息监测系统设计

设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的草地环境监测系统。该监测系统以CC2530芯片为核心,设计开发了适应于草地环境监测的传感器节点、路由节点和协调器节点,并在传感器节点和协调器节点中增加CC2591射频前端,增大节点之间的通信距离;利用ZigBee技术实现节点之间的数据通讯。系统能够实时、远程监测影响草地生长的环境因素,为草地资源保护提供决策依据。     

无线传感器网络在温室环境控制中的应用

无线传感器网络作为传感器、微电子和无线通信三项技术相结合的产物，是一种全新的信息获取和处理技术。基于MSP430单片机和IP-Link1200射频收发器，设计了温湿度无线传感器节点，该节点由太阳能光伏电池供电、功耗低。主节点通过USB口与PC机相联，由PL-2303芯片实现USB口到RS-232串口的转换，无需外接电源，它将数字敏感元件感知的温湿度信息读入已经存在的温室环境控制系统，形成无线传感器控制网络，实现温室环境信息的无线测量与控制。     

基于ZigBee的农作物冠层温度采集节点的设计

农田水势软测量网络由多个农作物生长微环境信息测量节点组成。针对农田信息采集对低功耗及成本的要求,基于ZigBee无线传感器网络技术,以低功耗单片机Atmega8L和无线射频芯片CC2530为核心,选用红外测温传感器,设计一种用于采集农作物冠层温度的无线传感器网络节点,能够对环境因子冠层温度进行实时、准确检测。结果证明,该节点工作状况良好,能够有效进行数据采集和无线传输,从而达到设计要求。     

基于无线传感器网络的农村供水厂水质监测节点的设计

为解决目前农村供水厂监测所存在的无线通信障碍、污染预警滞后和成本高等问题,设计了一款无线传感器网络节点,用于组网实现农村供水厂水质的监测。节点以STM32F103ZET6为核心,WLK01L39射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,传感器模块由美国ASI公司的水质溶解氧、p H、温度复合传感器以及Global Water公司的WQ730浊度传感器组成。为节点编写了通信协议、时间同步算法和应用程序。在软件设计上,节点采用睡眠、苏醒工作机制来降低功耗。对节点的功耗和通信距离进行了分析和测试,组网试验结果表明,节点运行稳定可靠,组网系统在空旷地带有效通信距离达到500 m,节点平均工作电流低于50 m A,休眠电流低于25μA。     

温室下无线传感器网络簇首选择算法

无线传感器网络被广泛地应用于温室环境下采集环境数据信息。温室环境不是复杂和大型的环境,但是由于无线传感器网络本身的特点以及节点的能量消耗等原因都会导致网络寿命缩减。在低功耗自适应集簇分层型(low energe adaptive clustering hierarchy,简称LEACH)协议的基础上,考虑了温室无线传感器网络成簇过程中的节点能量和竞争半径等因素,优化阈值对结果的影响,以延长其寿命。分簇完成后,再将簇头的数据沿通过蚁群算法所得到的最优路径进行数据传输,最后传给汇聚节点。通过Matlab仿真结果可知,节点死亡的速度比LEACH协议慢,数据传输量大,改善了无线传感器网络的生命周期。