微型传感器能量自捕获电源系统研究

本文针对低功耗无线传感器网络中传感器节点采用电池供电而导致整个传感器网络生存周期短的问题,提出了一种高频信号能量自捕获电源的设计方案。分析了环境中电磁能稳定存在的特点,研究了偶极子天线将电磁能转化为电能的响应特性,进行915MHz电磁段偶极子天线结构及制造工艺的研究与设计,并以偶极子天线为核心设计了高频信号能量自捕获电源。实验结果表明能量自捕获电源在自然环境中有效的收集能量,在电磁环境下立即响应,使用1F电容完全蓄电可使传感器全负荷连续发送数据12次,满足无线传感器网络中传感器节点供电的要求。     

基于STM32和PLC的温室环境无线监控系统设计

为了解决有线传感器测量系统布线带来的不便,试验以STM32单片机和PLC为核心,将ZigBee低功耗无线传输技术应用到测控系统,由传感器节点、Zig Bee无线传输节点、PLC监控中心、Internet网络、PC远程监控平台和控制装置组成。结果表明:该系统具有环境因子数据采集、数据存储和根据控制策略控制执行机构动作、完成调节环境因子的功能。与传统方法相比,该系统布线简单,易于使用和维护。经过试验验证,该系统具有控制精度高、响应速度快的特点。     

无线传感器网络定位技术浅析

无线传感器网络作为一种全新的信息获取和处理技术在目标跟踪、入侵检测及一些相关领域有着广泛的应用前景。然而,定位技术是无线传感网络的基础技术,对无线传感网络后续工作的开展及应用起着关键的支撑作用。首先,传感器节点必须明确自身位置才能详细说明"在什么位置发生了什么事件",从而实现对外部目标的定位和跟踪;其次了解传感器节点的位置分布状况可以提高网络的路由效率,从而实现网络的负载均衡及网络拓扑的自动配置,改善网络的覆盖质量。无线传感器网络定位是非常必要的。本文首先分析无线传感器定位的现状,分析其定位存在的问题和困难,然后对几种典型算法进行比较,比较其优缺点并提出改进方案。无线传感器网络定位最简单的方法是为每个节点装载全球卫星定位系统(GPS)接收器,用以确定节点位置。但由于经济因素、节点能量制约和GPS对于部署环境有一定要求等条件限制,导致方案的可行性较差。因此,一般只有少量的节点通过装载GPS或通过预先部署在特定的位置获取自身的坐标。     

无线传感器网络优化覆盖研究

随着微机电技术、嵌入式计算机技术、分布式信息处理、无线电通信、传感器技术等关键技术的发展与成熟,无线传感器网络技术得到极大发展,无线传感器具有低耗能、体积小、支持短距离通信、价格便宜等特点,能够进行数据收集、数据通信、数据处理等处理。无线传感器网络具有较强的环境适应能力,尤其在资源少、环境恶劣的无人区域具有较好的应用前景。该系统广泛应用与城市管理、军事国防、抗震救灾、消防反恐、环境监测、危险区域监测等诸多的区域。然而单个节点感知能力有限,很多情况下需要多特殊节点进行多重覆盖,提高对该节点的信息感知能力,因此,优化无线传感器网络覆盖显得至关重要。本文主要介绍现行无线传感器网络优化覆盖的虚拟力算法和多重覆盖算法,以期与对无线传感器网络性能的提高。     

基于RFID传感器网络的多阅读器低功耗防碰撞算法研究

目前基于RFID传感器网络的防碰撞算法在应用中存在功耗高,时间同步难,读取效率低等问题。本文针对上述问题提出了一种双信道防碰撞算法,该算法结合以智能节点为主的RFID传感器网络体系架构,通过无线传感网(WSN)信道分配专用采集时隙来控制RFID系统信道的读取,实现网络的时间同步,使RFID传感器网络中的智能节点碰撞减少,并将专用采集时隙在RFID采集部分再次细化,从而提高智能节点的读取效率,降低智能节点的能耗。仿真结果表明,与现有的基于RFID传感器网络防碰撞算法相比,该算法有效地降低了RFID传感器网络中智能节点的能耗。     

无线传感器网络LEACH算法改进及其仿真

为最大限度延长网络寿命,本文在选取簇头节点时引入节点的剩余能量和节点的集中度,对无线传感器网络LEACH算法进行改进,提出一种新的无线传感器路由算法LEACH-EC.该算法与现有LEACH算法主要有两点不同:1)根据节点的剩余能量选取簇头节点;2)选取周围区域分布密集的节点作为簇头节点。仿真实验结果表明,LEACH-EC算法能有效均衡网络节点能量消耗和延长网络生命周期。     

对无线传感器网络MAC层协议优化的研究与设计

随着物联网技术的发展,无线传感器网络的应用越来越广泛,它由传感器节点组成,相互协作,采集、发送数据。而MAC层协议主要是优化网络吞吐量,实现高效的通信机制。本文主要研究对MAC层协议的优化设计。     

基于ZigBee的果园环境监测系统设计

针对目前果园环境监测信息化水平低、人工劳动强度大等问题,设计了一种基于Zig Bee无线组网技术的果园环境监测系统,该系统通过分布于果园中的传感器节点采集环境参数,利用Zig Bee和GPRS构建无线数据传输网络,通过远程数据中心对果树生长环境进行动态监测,可为果树的精准培育、科学种植提供有效的数据支持,该设计具有低成本、低功耗、易扩展、监测范围广、实时性好等特点,能满足果园环境监测及信息化建设的需要。     

基于无线传感器网络的奶牛舍环境监测系统设计

现代精细化奶牛养殖模式对奶牛场舍内环境信息获取的要求越来越高。为实时、有效获取牛舍内环境信息,笔者设计了基于无线传感器网络的牛舍环境监测系统,选用CC2530、CC2592芯片和LTM8901等传感器构建了由传感器节点、路由器节点、协调器节点和监控中心组成的环境监测系统,分析协调器节点、传感器节点的组网和入网过程。该系统运行成本低、适应性强,具有一定参考价值。     

一种环境监测数据无线采集存储系统的软件设计与研究

设计研究了环境监测各子节点、中心存储节点(包括无线通信模块)的软件部分。其中环境监测子节点采用超低功耗单片机STC15L204EA作为微控制器,实现环境监测数据采集和传输;中心存储节点采用了集成RTC实时时钟具有ARM内核的芯片STM32F103VET6,负责多路监测数据的无线接收和SD卡中的实时数据存储;无线通信模块由n RF24L01+和RFX2401C组成,负责监测数据无线的收发,并重点介绍了无线通信模块的多通道无线通信的软件实现。     

传感器网络节点参数监测软件研究与开发

无线传感器网络由大量低成本、低功耗的微型传感器节点通过自组织方式连接而成,能够实时感知、监测和采集覆盖区域内的各种环境信息,并进行处理后报告给感兴趣的用户。其具有部署灵活、可靠性强、扩展方便、经济性好等特点,在军事安全、工业控制、医疗卫生及环境监测等领域具有广泛的应用前景,受到学术界和工业界的高度重视,分析了传感器参数监测软件的现状,设计了一种B/S与C/S结构相结合的系统软件。通过各个功能模块,实现了对环境参数的实时监测,并为监测数据提供了高效的查询分析功能,为监测工作提供了一个有效的信息化管理平台。     

手持智能化无线传感网信息管理平台设计

本文针对目前传感器网络管理与监测平台大多数以PC为主,提出设计了一种以ARM11芯片,Android2.3嵌入式操作系统为核心的手持智能化无线传感网监控平台,该平台体积小,重量轻,可同时对多个传感器节点进行监控,并结合GPRS网络,Internet网络,实现了对各传感器节点的智能化管理和操作。     

基于无线传感器网络的产蛋鸡舍环境监测系统设计

为了提高产蛋鸡生长和生产品质,笔者以CC2530及CC2591模块为核心,设计了一种基于无线传感器网络的鸡舍环境监测系统,根据鸡舍环境参数特点,选取MQ137等元件实现协调器节点和传感器节点的硬件设计,并讨论协调器节点和传感器节点的软件设计流程,分析系统的信息预警机制,最终实现由协调器节点、路由节点、传感器节点和用户管理平台等组成的鸡舍环境监测系统。该系统性能稳定、可靠,对实施鸡舍内环境监测具有一定的实用价值。     

基于移动预测的海上无线传感网络分簇算法

拓扑是无线传感器网络研究的重要内容之一,作为网络的最底层直接影响到数据链路层和介质访问层的性能,同时对能量消耗也有重要影响。近来,无线传感网逐渐应用到海洋环境中,其中涉及的主要问题有,节点时时移动使得网络拓扑频繁变化,以及节点的能耗问题,针对移动性,本文采用基于移动状态的移动模型对海上环境进行模拟,考虑节点能量有限,采用改进的LEACH算法优化网络拓扑达到节能目的。最后对提出的算法进行仿真。     

无线传感器网络在智能农业中的应用研究

无线传感器网络由于其广阔的应用前景,已经成为21世纪科学研究领域的焦点。本文综述了无线传感器网络体系结构、特点,智能农业的内涵,从温室环境、节水灌溉和畜禽养殖等领域介绍了无线传感器网络的最新应用研究。     

基于无线传感器网络的定位技术分析

定位技术是无线传感器网络的基础技术,对无线传感器网络后续工作的开展及应用起着关键的支撑作用。本文首先介绍了无线传感器网络定位技术研究现状,分析了定位技术存在的问题和困难,然后对几种典型的定位算法进行了分析,比较其优缺点并提出可以改进的方向。     

基于LMAC协议的簇状树形无线传感器网络设计

簇状树形无线传感器网络凭借其低功耗,健壮性和可扩性好的优点已经在各种领域中得到了广泛的应用。本文在研究该网络的基础上,提出一种混合网络协议,该协议以LMAC为主,结合分频调度机制,采用主动和被动结合式路由的设计方法。经在四湖流域湿地环境监测的实地测量表明,该无线网络具有功耗低、时延小等优点。     

无线传感器网络中能量多路径路由算法的研究

能量多路径路由算法考虑了通信路径上的能量消耗和剩余能量,节点根据概率选择下一跳节点。改进算法在原有算法的基础上加入了路由跳数控制,实验仿真结果表明根据改进算法所获得的传输路径跳数和传输能耗明显减少,延长了网络生命周期。由于无线传感器网络是动态变化的,文章最后提出了动态跳数限制的想法以期能够更好的适应传感器网络,选择最优路径。     

一种远程裁断机健康监测系统

柔性材料裁断机械是轻工业的一种重要设备,如何及时掌握裁断机械运行状态则是保证现代化连续大生产的重要保证,本文提出了一种远程监控系统,利用物联网技术,建立现场信号的无线传感器网络,各传感器节点采集设备运行参数,并以无线的方式将数据发送至汇集节点,汇集节点接入Internet,并将各数据发送至远程,实现裁断机的全自动化及管控信息化。     

基于WSN的畜禽舍环境多因子监测系统的研制

为了提高畜禽科学养殖的自动化程度,实现对养殖环境的实时监测,试验研制了一种基于无线传感器网络(WSN)技术的畜禽舍环境多因子实时监测系统,系统的网络节点构成以CC2530芯片为核心,集成了6种环境测量传感器,分布于待测环境中,按照Zig Bee传输协议自组网络互相通信,所测环境数据经汇聚节点上传至上位机,存储于数据库中,供用户监测。测试过程中布置无线节点20个,连续72 h以上进行测试。结果表明:系统具有布点灵活、功耗低、成本低、环境参数测量精确、数据传输可靠、运行稳定等特点。