基于射頻芯片ZigBee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

無(wú)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(wú)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(wú)線通信。

針對(duì)茶園中所存在的無(wú)線通信障礙問(wèn)題,該文設(shè)計(jì)了一款適合茶園信息采集的無(wú)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(wú)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(tái)編寫了通信協(xié)議、應(yīng)用程序和后臺(tái)管理軟件。分析、測(cè)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(duì)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(cè)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。

針對(duì)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(wú)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(wú)線通信模塊,采用太陽(yáng)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(dòng)觀察法作為太陽(yáng)能最大功率跟蹤算法(mppt算法),采用了周期性采樣策略,并對(duì)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(cè)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(yáng)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。

介紹了一種基于cc1010芯片的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì),分析了傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和cc1010芯片的功能及應(yīng)用,探討了基于cc1010芯片的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)機(jī)硬件工作原理,據(jù)此給出節(jié)點(diǎn)的硬件電路設(shè)計(jì),并利用c51rf-2型仿真器完成對(duì)節(jié)點(diǎn)編程。經(jīng)過(guò)測(cè)試,基于cc1010芯片的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有無(wú)線通信、傳感、信息處理等功能,并且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、功耗低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。

zigbee是一種基于ieee802．15．4規(guī)范的無(wú)線技術(shù),是介于無(wú)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(wú)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

無(wú)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(wú)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(wú)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。

無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,每一個(gè)節(jié)點(diǎn)采集信號(hào)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(duì)多路信號(hào)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(duì)混合編幀后的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ),存儲(chǔ)速率為6.282mb/s,以解決數(shù)據(jù)量傳送速率的問(wèn)題。并利用無(wú)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(cè)試結(jié)果表明:該設(shè)計(jì)可以完成對(duì)多路信號(hào)的同時(shí)采集和存儲(chǔ)且整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

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(wú)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(wú)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(wú)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(duì)網(wǎng)絡(luò)級(jí)功耗進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,分析了影響無(wú)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(shuō)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(wú)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(wú)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。

本文介紹了一種以zigbee協(xié)議為核心的多跳無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì),傳感器節(jié)點(diǎn)處理器采用atmel公司的atmega128l芯片,無(wú)線通信采用chipcon公司的cc2420射頻芯片,傳感器采用數(shù)字濕度溫度傳感器sht10,對(duì)不同功能的節(jié)點(diǎn)采用不同的程序設(shè)計(jì),成功實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間的多跳路由。

針對(duì)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(wú)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(wú)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(duì)煤礦井下環(huán)境在線監(jiān)測(cè)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(wú)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(guò)微控制器和無(wú)線傳輸模塊實(shí)時(shí)采集、處理、傳輸井下工作面的瓦斯?jié)舛取o濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。測(cè)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(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。

傳感器節(jié)點(diǎn)是構(gòu)建無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本硬件單元。為了擴(kuò)展無(wú)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(yǔ)音能力的擴(kuò)展模塊。文章首先介紹該語(yǔ)音模塊的邏輯結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程,然后給出模塊中語(yǔ)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(duì)fpga作少量修改即可適用于不同類型的傳感器節(jié)點(diǎn)。

１０ 收稿日期:2010-12-11 作者簡(jiǎn)介:姚曉通(1972-),副教授,碩士,主要從事嵌入式系 統(tǒng)、計(jì)算機(jī)測(cè)控、物聯(lián)網(wǎng)等方面的教學(xué)與科研工作。 *基金項(xiàng)目:甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目資助(3zs051-a25-030) 基于zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能家居中的應(yīng)用研究* 姚曉通，崔小川 （蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院甘肅蘭州，730070） 摘　要：基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組建的智能家居網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)揖迎h(huán)境進(jìn)行很好地監(jiān)控，組網(wǎng)方便，將嵌有 無(wú)線傳感器的家具、家電和其他日常用品同互聯(lián)網(wǎng)相連，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，提供舒適、方便和人性化的智能家居 環(huán)境。 關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)；智能家居；網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) abstract:theintelligencelivesnetworkwhichsets

－3064－ 0引言 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)綜合了微電子技術(shù)、嵌入式信息處理技 術(shù)，傳感器技術(shù)，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)及無(wú)線通信技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，以自 組多跳的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各種環(huán)境或?qū)ο蟮男畔?，?可進(jìn)行處理或控制，應(yīng)用前景十分廣闊。現(xiàn)有傳統(tǒng)的無(wú)線技 術(shù)通常非常耗電，且占用過(guò)多的計(jì)算和通信資源，大大增加了 成本。而像工業(yè)控制，消費(fèi)性電子設(shè)備、汽車自動(dòng)化、農(nóng)業(yè)自 動(dòng)化、智能家居和醫(yī)用設(shè)備控制等很多無(wú)線應(yīng)用領(lǐng)域不需要 很高的帶寬，只要求低延遲、低功耗，而zigbee技術(shù)恰好滿足 這種要求。zigbee是為低速率控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 協(xié)議，具有低復(fù)雜度、低成本、低功耗、低速率、高安全性等諸 多優(yōu)點(diǎn)。本文介紹了zigbee規(guī)范并剖析了microchip的協(xié)議 棧，最后創(chuàng)新性的給出了基于該協(xié)議的智能家居解決方案，該 方案真正實(shí)現(xiàn)了低成本、低功耗，

zigbee是一種短距離的雙向無(wú)線通信技術(shù),技術(shù)特點(diǎn)可以概括為4低:低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率及低成本。它主要適用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備中,同時(shí)支持地理定位功能。為了避免溫度監(jiān)控節(jié)點(diǎn)與數(shù)據(jù)集中器之間系統(tǒng)安裝過(guò)程中煩瑣的布線工作,采用zigbee技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。在此對(duì)zigbee技術(shù)進(jìn)行分析和對(duì)cc2430芯片進(jìn)行研究,并介紹了系統(tǒng)構(gòu)成和組成原理,做了溫度測(cè)量的實(shí)驗(yàn),溫度監(jiān)測(cè)結(jié)果以數(shù)據(jù)、曲線等方式在數(shù)據(jù)集中器人機(jī)界面上顯示。實(shí)踐結(jié)果表明,該設(shè)計(jì)達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。

介紹了一種利用音頻信號(hào)實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)間距自主測(cè)量的無(wú)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(guò)測(cè)量rf同步信號(hào)與音頻信號(hào)的時(shí)間差來(lái)測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的間隔距離。與國(guó)內(nèi)外的研究相比,節(jié)點(diǎn)可以自主完成測(cè)距信號(hào)的采集、存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)分析、計(jì)算工作。節(jié)點(diǎn)通過(guò)采用多次測(cè)量數(shù)據(jù)累加平均及iir數(shù)字濾波技術(shù)提高了測(cè)距信號(hào)的信噪比,利用幅度分析實(shí)現(xiàn)了測(cè)距信號(hào)的到達(dá)時(shí)刻判別。測(cè)試數(shù)據(jù)表明,該節(jié)點(diǎn)最遠(yuǎn)測(cè)距距離可達(dá)30m,誤差小于3%。

介紹一種建立在zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)上的gprs遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)。首先介紹了zigbee無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),組網(wǎng)方式及網(wǎng)內(nèi)數(shù)據(jù)通訊。然后介紹了這種zigbee無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與gprs網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)交互,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。

介紹了一種基于zigbee技術(shù)的無(wú)線溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì),以cc2430單片機(jī)和數(shù)字式溫濕度傳感器sht10設(shè)計(jì)出了溫濕度傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn),以at91r4008微控制器、ax88796以太網(wǎng)控制器芯片和cc2430無(wú)線單片機(jī)設(shè)計(jì)出了zigbee網(wǎng)關(guān)。溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)射頻收發(fā)器將數(shù)據(jù)發(fā)送到zigbee網(wǎng)關(guān)。zigbee網(wǎng)關(guān)通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)測(cè)中心主機(jī)。文章討論和提出了無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的低功耗設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)通信的可靠性方法。該系統(tǒng)穩(wěn)定性好,通信效率高,可廣泛應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)。

將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于溫濕度測(cè)量,實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控,設(shè)計(jì)了基于無(wú)線收發(fā)芯片nrf401的現(xiàn)場(chǎng)溫濕度測(cè)量的無(wú)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(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨運(yùn)列車軸溫探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 作者:張矢邵汝峰張彪徐曉輝來(lái)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(cè)列車軸溫關(guān)系到鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩?針對(duì)貨運(yùn) 列車的特點(diǎn),分析了傳統(tǒng)軸溫檢測(cè)方式存在的各種缺陷,提出了一種基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的貨運(yùn) 列車軸溫探測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法.該系統(tǒng)采用msp430單片機(jī)和nrf905無(wú)線通信模塊,安裝于貨 車車廂底部,可通過(guò)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(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn). 關(guān)鍵詞：軸溫檢測(cè),無(wú)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(guò)程中，車輛走行部分各軸承的溫度會(huì)不斷升高，當(dāng)