無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點太陽能蓄電池充放電保護電路

針對傳統(tǒng)電梯跟蹤系統(tǒng)成本較高、移動性差和安裝維護困難等問題,提出了一種基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)(wsn)的新電梯跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)適當?shù)卦O(shè)置telsob傳感器節(jié)點發(fā)射的能量值,利用micaz傳感器節(jié)點和telsob轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點判斷電梯操作行為,并通過tel-sob匯聚節(jié)點跟有線網(wǎng)絡(luò)連接和采用c++設(shè)計的上位機軟件遠程顯示電梯運行狀況。研究結(jié)果表明,該系統(tǒng)簡單、可擴展性強、成本低,具有可視化上位機顯示界面。

針對茶園中所存在的無線通信障礙問題,該文設(shè)計了一款適合茶園信息采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。節(jié)點以atmega128為核心,nrf905射頻芯片及其外圍電路作為無線通信模塊,sht11空氣溫濕度傳感器和tdr-3土壤含水量傳感器及其外圍電路作為傳感器模塊,并以該節(jié)點為硬件平臺編寫了通信協(xié)議、應用程序和后臺管理軟件。分析、測試了節(jié)點的功耗和通信距離,在空曠地帶,節(jié)點的有效通信距離達到150m,與micaz節(jié)點對比室內(nèi)外通信距離分別提高了200%和150%。在廣東省英德茶園基地進行了組網(wǎng)試驗測試,結(jié)果表明:網(wǎng)絡(luò)平均丟包率為0.84%,傳感器感知精度達到98.2%,能夠滿足茶園信息采集的應用要求。

介紹了一種利用音頻信號實現(xiàn)節(jié)點間距自主測量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。節(jié)點硬件系統(tǒng)包括dspic6014a微控制器,512kb的sram,2.4g波段的rf收發(fā)模塊、音頻收發(fā)模塊及電源管理模塊等。節(jié)點通過測量rf同步信號與音頻信號的時間差來測量節(jié)點間的間隔距離。與國內(nèi)外的研究相比,節(jié)點可以自主完成測距信號的采集、存儲和數(shù)據(jù)分析、計算工作。節(jié)點通過采用多次測量數(shù)據(jù)累加平均及iir數(shù)字濾波技術(shù)提高了測距信號的信噪比,利用幅度分析實現(xiàn)了測距信號的到達時刻判別。測試數(shù)據(jù)表明,該節(jié)點最遠測距距離可達30m,誤差小于3%。

針對大田應用中傳感器多樣、低功耗、低成本、通信可靠等要求,設(shè)計了一款無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。節(jié)點以msp430f1611單片機為核心,si4432作為無線通信模塊,采用太陽能板和可充電式鋰電池互補供電的方式提供電源。同時,選用了擾動觀察法作為太陽能最大功率跟蹤算法(mppt算法),采用了周期性采樣策略,并對相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)進行組合的數(shù)據(jù)融合方法。本文測試并分析了節(jié)點的功耗、通信距離與丟包率之間的關(guān)系及太陽能充電時間等。結(jié)果表明,該設(shè)計具有通用性強、功耗低、充電快、通信可靠等特點,能夠滿足農(nóng)業(yè)大田信息采集的應用要求。

提出了一種采用at86rf212芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點硬件電路設(shè)計方案。網(wǎng)絡(luò)節(jié)點能工作在780mhz頻段,與ieee802.15.4c標準兼容。首先簡要敘述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點結(jié)構(gòu),然后介紹了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點各部分硬件設(shè)計,最后提出一套測試指標用以分析網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的功耗與可靠性。通過實測數(shù)據(jù)表明設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點具備低功耗、高可靠性。

針對溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的特點,設(shè)計了溫室環(huán)境監(jiān)控的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)方案,采用arm9芯片s3c2440和ti最新的低功耗射頻芯片cc2530設(shè)計無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點和傳感器節(jié)點。給出了硬件結(jié)構(gòu),設(shè)計了傳感器節(jié)點的睡眠-喚醒機制,以及匯聚節(jié)點linux操作系統(tǒng)u-boot的移植。

針對煤礦井下環(huán)境在線監(jiān)測的要求,提出了一種井下實時監(jiān)控無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的設(shè)計方法,詳細介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的硬件組成和軟件設(shè)計。該節(jié)點通過微控制器和無線傳輸模塊實時采集、處理、傳輸井下工作面的瓦斯?jié)舛取o濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。測試結(jié)果表明,該節(jié)點控制方便、工作穩(wěn)定,能實現(xiàn)可靠的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

傳感器節(jié)點是構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本硬件單元。為了擴展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應用范圍,本文為mica2傳感器節(jié)點設(shè)計了具有采集和播放語音能力的擴展模塊。文章首先介紹該語音模塊的邏輯結(jié)構(gòu)和工作過程,然后給出模塊中語音接口部分的fpga設(shè)計。該設(shè)計采用了時鐘門控和電路資源共享等技術(shù),具有低功耗和高可靠性特點,只需對fpga作少量修改即可適用于不同類型的傳感器節(jié)點。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當前前沿熱點研究領(lǐng)域;隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,每一個節(jié)點采集信號的精度和速率成為關(guān)鍵因素;本設(shè)計以fpga、dsp作為控制核心,實現(xiàn)了一種可對多路信號同時高速采集的系統(tǒng),采樣率為72khz,利用流水線技術(shù)對混合編幀后的數(shù)據(jù)進行存儲,存儲速率為6.282mb/s,以解決數(shù)據(jù)量傳送速率的問題。并利用無線傳輸將傳感器節(jié)點信息傳入?yún)R聚節(jié)點輸出;測試結(jié)果表明:該設(shè)計可以完成對多路信號的同時采集和存儲且整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)等多學科領(lǐng)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)引起了人們的極大關(guān)注。它在國防軍事、環(huán)境科學以及智能家居等領(lǐng)域有著廣泛的應用,由于其通常運行在人不能或不便接近的環(huán)境,能源無法替代,因此,設(shè)計合理的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵問題。文中提出了以射頻芯片cc2430為核心,配合微處理器的zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案,論述了系統(tǒng)的構(gòu)成和工作原理,對系統(tǒng)硬件電路和軟件設(shè)計作了說明。

隨著傳感器技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在軍事和商業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應用前景。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點具有感知和路由的功能,是構(gòu)成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本單元。針對傳感器節(jié)點的特點,基于雙核架構(gòu)omapl138為核心設(shè)計了一種低功耗高性能無線傳感器節(jié)點。在介紹omapl138的基礎(chǔ)上,詳細闡述了傳感器節(jié)點設(shè)計及實現(xiàn)過程,包括硬件體系結(jié)構(gòu)和軟件開發(fā)流程,提出一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案。該方案可廣泛應用于其他區(qū)域的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。

無線多傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)由探測單元和指揮中心組成。該系統(tǒng)中,圖像無線傳輸?shù)难芯渴且粋€很重要的部分,對圖像無線傳輸系統(tǒng)的硬件軟件進行設(shè)計,主要包括無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)以及其接口設(shè)計等。根據(jù)系統(tǒng)的需要,在無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)方面構(gòu)建了單片機控制下的調(diào)制解調(diào)器模塊、調(diào)制解調(diào)器與pc機的接口模塊等。

為了完成測試任務,傳感器節(jié)點采用模塊化設(shè)計。為了實現(xiàn)各模塊間方便、快速地通信,依據(jù)可編程邏輯器件cpld編程靈活,在部分功能模塊內(nèi)擴展了專用spi接口電路。試驗證明:接口電路工作穩(wěn)定、模塊間可快速便捷通信、系統(tǒng)擴展性強,系統(tǒng)整體性能提高。

溝通是最耗能的事件在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn)。顯著降低能耗將傳輸功率控制(臺電)技術(shù)動態(tài)調(diào)整傳輸功率,給出了2類的技術(shù):基于位置和時間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的算法基礎(chǔ)。

計算機與數(shù)字工程 收稿日期：2018年1月11日，修回日期：2018年2月15日 基金項目：總裝預研基金項目（編號：9140a06040313jb11084）；信息保障技術(shù)重點實驗室開放基金項目（編號： kj-14-104）資助。 作者簡介：葉清，男，博士，副教授，研究方向：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全。薛瓊，女，碩士，工程師，研究方向：自動化、軍事 網(wǎng)絡(luò)工程。吳倩，女，研究方向：軍事裝備工程與技術(shù)保障。 ? 1引言 無線傳感器網(wǎng)絡(luò) ［1］ 是一種具有信息采集、處理 和傳輸功能的綜合信息系統(tǒng)，能夠?qū)崟r獲取目標信 息，并實現(xiàn)信息的交互，其在軍事、環(huán)境監(jiān)測預報、 健康護理等多個領(lǐng)域具有非常廣闊的應用前景 ［2］ 。 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由于無線通信方式及自身資源受 限等原因容易遭受各種安全威脅，其中源節(jié)點位置 隱私問題已成為制約其實際部署應用的主要障礙 之一。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有不

華盛頓天然氣公司有50個靠太陽能蓄電池供電的能源裝置。這些裝置的長期運行經(jīng)驗證明,利用太陽能可以降低管道的防腐費用。該公司經(jīng)營6430多公里長的干線輸氣管和40.2萬公里長的配氣管網(wǎng),這些輸氣管敷設(shè)在電阻不同的土地里,該土地有從500ω/m~3的強腐蝕性土壤到0.35mω/m~3的弱

近年來,因雷擊引起的電網(wǎng)故障發(fā)生率較高,各類防雷裝置受成本和保護范圍的限制,不可能在線路全線使用。研究了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)雷擊實時監(jiān)測與分析系統(tǒng),根據(jù)線路的具體情況布置無線傳感器節(jié)點,實時采集前端避雷器狀態(tài)數(shù)據(jù)、雷擊時的各種實時雷電參數(shù),通過傳感器網(wǎng)絡(luò)多跳傳送至主控監(jiān)測中心,使后方人員能實時了解電網(wǎng)防雷設(shè)備的運行狀況,及時分析雷擊的形式和故障地點,為準確判斷輸電線路雷害成因提供證據(jù)。

將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應用于溫濕度測量,實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控,設(shè)計了基于無線收發(fā)芯片nrf401的現(xiàn)場溫濕度測量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點,詳細介紹了節(jié)點系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點是一個微型嵌入式系統(tǒng),有采集、發(fā)送、接收數(shù)據(jù)等功能,本文以無線通信技術(shù)為基礎(chǔ)設(shè)計網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點,采用rf射頻接收芯片t5743的網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點,達到了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點數(shù)據(jù)的短距離接收,并降低接收數(shù)據(jù)的誤碼率,實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)無線通信。

針對核電站運行環(huán)境復雜,人員難以靠近等特點,提出基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核電裝備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),采用lm3s1138和cc2420作為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要硬件。核電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)對實時性要求特別高,為此采用分層路由協(xié)議teen,并為每個節(jié)點設(shè)置一個計數(shù)器。通過matlab虛擬仿真平臺和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集表明,此系統(tǒng)能夠?qū)π盘枌崿F(xiàn)有效的采集。

電網(wǎng)運營的智能化、調(diào)度的自動化以及管理的信息化均依賴于通信,而且它也是電力系統(tǒng)重要的功能?，F(xiàn)階段的社會屬于電力市場,在這種狀況中要在廣域網(wǎng)中完成各廠站主機、調(diào)度主機以及l(fā)ed間的信息交換,同時還要保證其及時性、準確性以及高效性,就須確保通信網(wǎng)絡(luò)的高性能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的誕生使這種需求得以實現(xiàn),并且這個平臺具備優(yōu)質(zhì)性與可靠性。目前電力系統(tǒng)不斷趨于信息化、網(wǎng)絡(luò)化,而對于無線傳感器的研究來說便具有非同尋常的作用和意義。

概括了目前應用于電力系統(tǒng)中的幾種主要的通信技術(shù),包括電力線載波通信、光纖通信和無線通信技術(shù),分析了幾種通信方式的優(yōu)勢和不足。介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應用現(xiàn)狀,研究了無線傳感器節(jié)點構(gòu)成與工作原理,并探討了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在變電站自動化系統(tǒng)、電能質(zhì)量監(jiān)測、配電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)控與故障定位、輸電線路實時監(jiān)測等方面的應用。