基于CC1010芯片的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

綜合了傳感器技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)和通信技術(shù)等多學(xué)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(xué)以及智能家居等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,由于其通常運(yùn)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(jì)合理的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)設(shè)計(jì)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(jì)作了說明。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)是一個(gè)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(jì)網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn),采用rf射頻接收芯片t5743的網(wǎng)絡(luò)接收節(jié)點(diǎn),達(dá)到了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的短距離接收,并降低接收數(shù)據(jù)的誤碼率,實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)無線通信。

針對大田應(yīng)用中傳感器多樣、低功耗、低成本、通信可靠等要求,設(shè)計(jì)了一款無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)以msp430f1611單片機(jī)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(bǔ)供電的方式提供電源。同時(shí),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(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合的數(shù)據(jù)融合方法。本文測試并分析了節(jié)點(diǎn)的功耗、通信距離與丟包率之間的關(guān)系及太陽能充電時(shí)間等。結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)具有通用性強(qiáng)、功耗低、充電快、通信可靠等特點(diǎn),能夠滿足農(nóng)業(yè)大田信息采集的應(yīng)用要求。

針對茶園中所存在的無線通信障礙問題,該文設(shè)計(jì)了一款適合茶園信息采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)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(diǎn)為硬件平臺編寫了通信協(xié)議、應(yīng)用程序和后臺管理軟件。分析、測試了節(jié)點(diǎn)的功耗和通信距離,在空曠地帶,節(jié)點(diǎn)的有效通信距離達(dá)到150m,與micaz節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了組網(wǎng)試驗(yàn)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(dá)到98.2%,能夠滿足茶園信息采集的應(yīng)用要求。

【目的】針對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)關(guān)設(shè)備開發(fā)成本高、系統(tǒng)功耗大、操作復(fù)雜等不足,設(shè)計(jì)開發(fā)一種用于農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)?！痉椒ā烤W(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)以低功耗芯片cc2530為核心處理單元,通過外圍狀態(tài)指示電路、電源管理模塊等,完成zigbee網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)和監(jiān)測節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)收集及處理功能;同時(shí)通過串口方式連接sim900a模塊,采用gprs方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至中心服務(wù)器。最后在農(nóng)田進(jìn)行了監(jiān)測數(shù)據(jù)誤包率與信號接收強(qiáng)度測試,并通過實(shí)地部署試驗(yàn)驗(yàn)證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性。【結(jié)果】所設(shè)計(jì)的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)能實(shí)現(xiàn)4種農(nóng)業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集,節(jié)點(diǎn)間距小于120m時(shí)數(shù)據(jù)傳輸誤包率低于1%,監(jiān)測數(shù)據(jù)在30d農(nóng)田試驗(yàn)期內(nèi)連續(xù)變化,可長時(shí)間上傳至服務(wù)器,且穩(wěn)定性、可靠性良好?！窘Y(jié)論】所設(shè)計(jì)開發(fā)的基于cc2530的網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)具有丟包率低、運(yùn)行穩(wěn)定可靠的特點(diǎn),能夠滿足多種農(nóng)田環(huán)境因子的監(jiān)測需求,具有良好的應(yīng)用前景。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是一種集成了計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)的新型智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。本文分析了zigbee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu),并研究了采用zigbee技術(shù)如何建立無線傳感器網(wǎng)絡(luò),及實(shí)現(xiàn)終端節(jié)點(diǎn)和協(xié)調(diào)節(jié)點(diǎn)的通信。

zigbee是一種基于ieee802．15．4規(guī)范的無線技術(shù),是介于無線標(biāo)記技術(shù)和藍(lán)牙之間的技術(shù)提案,主要用于近距離無線連接。它依據(jù)802．15．4標(biāo)準(zhǔn),在數(shù)千個(gè)微小的傳感器之間實(shí)現(xiàn)了相互協(xié)調(diào)和通信。它具有在ieee802．15．4規(guī)范上創(chuàng)建的安全和應(yīng)用層接口、工作于免授權(quán)的2．4ghz頻段、以年計(jì)算的超低電池壽命、極

介紹了一種采用smic0.18μmrfcmos工藝,設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于2.4ghz無線傳感器網(wǎng)絡(luò)soc芯片的射頻發(fā)射機(jī)上混頻器模塊電路單元,其中轉(zhuǎn)換增益為-6.3db,輸入1db壓縮點(diǎn)為-4.6dbm。工作電壓為1.8v,功耗為5.4mw,工作頻率范圍為2.4~2.4835ghz,工作溫度范圍為-20~+80℃低功耗的上混頻器。上混頻器芯片的面積為0.56mm2。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是當(dāng)前前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域;隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)采集信號的精度和速率成為關(guān)鍵因素;本設(shè)計(jì)以fpga、dsp作為控制核心,實(shí)現(xiàn)了一種可對多路信號同時(shí)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(jìn)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(diǎn)信息傳入?yún)R聚節(jié)點(diǎn)輸出;測試結(jié)果表明:該設(shè)計(jì)可以完成對多路信號的同時(shí)采集和存儲且整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

無線收發(fā)機(jī)是傳感器網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生最大功耗的節(jié)點(diǎn),而功率消耗在很大程度上限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的大規(guī)模應(yīng)用。為在收發(fā)機(jī)之間達(dá)到良好的功耗分配,在對網(wǎng)絡(luò)級功耗進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,分析了影響無線收發(fā)機(jī)能效的關(guān)鍵因素。然后結(jié)合基于ieee802.15.4協(xié)議及實(shí)現(xiàn)低功耗的設(shè)計(jì)需求,提出了接收機(jī)的系統(tǒng)架構(gòu),為以后進(jìn)行電路設(shè)計(jì)提供重要的參考價(jià)值。

如果說互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成了邏輯上的信息世界,改變了人與人之間的溝通交流方式,那么,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)則是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起,改變?nèi)祟惻c自然界的交互方式。如今,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)如同其他高新技術(shù)一樣,在經(jīng)歷了十幾年的發(fā)展之后,正逐步走出象牙塔,邁向更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。

針對溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)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(jì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)。給出了硬件結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了傳感器節(jié)點(diǎn)的睡眠-喚醒機(jī)制,以及匯聚節(jié)點(diǎn)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(shí)時(shí)監(jiān)控?zé)o線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)。該節(jié)點(diǎn)通過微控制器和無線傳輸模塊實(shí)時(shí)采集、處理、傳輸井下工作面的瓦斯?jié)舛?、co濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。測試結(jié)果表明,該節(jié)點(diǎn)控制方便、工作穩(wěn)定,能實(shí)現(xiàn)可靠的無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本硬件單元。為了擴(kuò)展無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍,本文為mica2傳感器節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)了具有采集和播放語音能力的擴(kuò)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(jì)。該設(shè)計(jì)采用了時(shí)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(diǎn),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(diǎn)。

介紹了一種利用音頻信號實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間距自主測量的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)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(diǎn)通過測量rf同步信號與音頻信號的時(shí)間差來測量節(jié)點(diǎn)間的間隔距離。與國內(nèi)外的研究相比,節(jié)點(diǎn)可以自主完成測距信號的采集、存儲和數(shù)據(jù)分析、計(jì)算工作。節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)了測距信號的到達(dá)時(shí)刻判別。測試數(shù)據(jù)表明,該節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)測距距離可達(dá)30m,誤差小于3%。

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(hù)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(dāng)?shù)卦O(shè)置telsob傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的能量值,利用micaz傳感器節(jié)點(diǎn)和telsob轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)判斷電梯操作行為,并通過tel-sob匯聚節(jié)點(diǎn)跟有線網(wǎng)絡(luò)連接和采用c++設(shè)計(jì)的上位機(jī)軟件遠(yuǎn)程顯示電梯運(yùn)行狀況。研究結(jié)果表明,該系統(tǒng)簡單、可擴(kuò)展性強(qiáng)、成本低,具有可視化上位機(jī)顯示界面。

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(shí)間的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的算法基礎(chǔ)。

將無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于溫濕度測量,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,設(shè)計(jì)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(diǎn),詳細(xì)介紹了節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的軟硬件實(shí)現(xiàn)。

基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨運(yùn)列車軸溫探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者:張矢邵汝峰張彪徐曉輝來源:現(xiàn)代電子技術(shù)錄入:隨風(fēng) designofaxle-temperaturedetectsystembasedonwirelesssensornetwork 摘要隨著鐵路高速重載戰(zhàn)略的實(shí)施,準(zhǔn)確地檢測列車軸溫關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?針對貨運(yùn) 列車的特點(diǎn),分析了傳統(tǒng)軸溫檢測方式存在的各種缺陷,提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨運(yùn) 列車軸溫探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法.該系統(tǒng)采用msp430單片機(jī)和nrf905無線通信模塊,安裝于貨 車車廂底部,可通過自組織的方式形成網(wǎng)絡(luò),具有可靠性高、節(jié)點(diǎn)成本低、網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性好、生 存周期長等優(yōu)點(diǎn). 關(guān)鍵詞：軸溫檢測,無線傳感器網(wǎng)絡(luò),貨運(yùn)列車,節(jié)點(diǎn) 鐵路列車在高速運(yùn)行過程中，車輛走行部分各軸承的溫度會不斷升高，當(dāng)

介紹了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(wsn)的智能溫度測量系統(tǒng)。系統(tǒng)通過數(shù)字多點(diǎn)溫度計(jì)來獲取溫度信號,并通過wifi傳遞到risc微處理器arm中。數(shù)據(jù)存儲在一個(gè)由微處理器控制的,基于iis總線標(biāo)準(zhǔn)的sd卡。完成數(shù)據(jù)采集的軟件設(shè)計(jì),linux操作系統(tǒng)在arm硬件平臺的移植以及基于linux操作系統(tǒng)和sd卡協(xié)議的sd卡和sdwi-fi設(shè)備驅(qū)動程序的開發(fā)。最終實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互的功能。

針對核電站運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜,人員難以靠近等特點(diǎn),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(shí)時(shí)性要求特別高,為此采用分層路由協(xié)議teen,并為每個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)置一個(gè)計(jì)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?shí)現(xiàn)有效的采集。

該文基于zigbee技術(shù),并結(jié)合gps定位技術(shù)設(shè)計(jì)了一種面向飲用水安全的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測設(shè)備,對影響飲用水安全的ph值、重金屬離子等水環(huán)境參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測。監(jiān)測設(shè)備由電源管理模塊、通訊模塊、外部存儲模塊、信號采集模塊以及控制器模塊組成。實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)備對飲用水環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測性能良好。