基于WiFi和WSN的猪舍无线测温系统研究

本文针对养猪场猪舍的应用环境提出了一种基于WiFi和WSN的猪舍无线测温系统,该系统利用51C单片机作为检测节点的控制核心,用NRF24L01、DS18B20搭建WSN系统,对猪舍进行精确的温度测量并无线传输给以太网转换模块,经过以太网最终将数据传输给服务器,供管理人员查阅、发出指令。另外,本文还设计了监测端电路和以太网转换模块电路,测温精确度高,数据传输稳定。能够大大降低养猪场管理成本,节约人力资源,提高成活率。

基于WiFi的环境监测系统设计

WiFi(Wireless Fidelity)技术具备传输速率高、传播距离远、覆盖范围广等特点,在无线局域网应用中得到了迅猛的发展。本文设计并实现了一种基于Wi-Fi技术的室内环境监测系统。基于Gainspan平台完成处理器模块,电源模块,传感器模块和无线通信通信模块的构建,准确获取温度,湿度,光照等传感器数据,节点与服务器建立连接并完成数据的无线传输,成功地实现了环境信息采集。服务器根据各节点无线信号强度RSSI实现节点的定位,同时以B/S的架构搭建WEB实时观测平台,通过通信网络实时接收传感数据,完成对监测区域内目标的监测、定位及其它相关的应用。结果显示,本文设计的环境监测系统性能稳定,数据准确,具有很好的实用价值和应用前景。

双协议融合的WSNs温室环境监控系统设计

针对温室环境数据无线采集、视频监控及远程管理的需求,设计了一种基于无线传感器网络(WSNs)的智能温室环境监控系统。系统采用ZigBee和WiFi融合通信技术组成智能网关,其中,ZigBee无线通信设备用于采集温室环境数据,WiFi通信设备用于无线视频传输和远程通信。所设计系统既避免了传统温室环境有线监控安装和维护的繁琐,同时解决了ZigBee WSNs传输速率较低、无线传输距离较近的缺点,温室环境监控功能得到拓展。经过测试验证,正常情况下网络丢包率小于1%,系统实现了温室环境远程监控管理的各项性能,具有良好的应用性和可扩展性。

基于WiFi无线传感器网络的水质监测系统设计

针对传统水产养殖水质监测难度大,监测时间长的问题,提出将Wi Fi应用于水产养殖水质监测系统中。以GS1011M为核心构建无线传感器网络,将传感器采集到温度、p H值、溶解氧等水质参数传输至监测中心,再通过Microsoft Visual Studio 2010软件构建实时观测平台,以实时接收并显示传感器数据,并可随时调用历史数据,实现了对水产养殖的实时监测。实验结果表明:该系统能有效检测水质参数,且功耗低,数据准确度高,工作性能稳定。

基于WSN的农产品冷链物流监测平台设计与实现

为保证农产品冷链物流过程中的质量安全,提高冷链物流过程的透明度降低物流损耗,对冷链产品进行有效地监测,提出并开发了一种农产品冷链物流监测平台。该平台将无线传感网络、GPRS/Wifi网络结合应用到冷链物流环境中,对生产、加工、储运和销售等全过程进行实时监测,提供异常信息报警和监测数据查看分析等功能。

基于WSNs的巢湖水质监测系统的设计

介绍了基于无线传感器网络(WSNs)的巢湖水质监测系统。通过Zig Bee无线技术与wifi、GPRS等通信技术对数据进行接收与远程通信,实现对水温、p H值、溶解氧、电导率、浊度等数据的定时采集、处理、远程存储、显示和实时分析并预警。并通过实验测试,取得实质性成果。

智慧农业环境数据采集与远程控制系统设计

结合智慧农业的发展需求,设计了一种智慧农业环境数据采集与远程控制系统。该系统采用WSN+WiFi的开放式系统架构,将多个传感器节点采集的数据实时传输到云平台进行发布,用户通过APP访问区域内的环境数据并进行控制。制作了一台原理样机并完成了系统的功能验证,具有较好的工程应用前景。

基于LT喷泉码的WSNs抗WLAN干扰的实验研究

针对无线传感器网络(WSNs)通信能力有限,易受到与其共享信道的无线局域网(WiFi)干扰的问题,提出一种采用纠删码——LT喷泉码编码来保证可靠传输的方法。该方法可以充分利用喷泉码的无码率特性,即发送端源源不断地发送经过LT码编码的编码包,接收端只要接收到足够数量的编码包,就能够成功恢复原始数据包。在CC2430为核心的平台上设计并实现了基于LT喷泉码的可靠传输协议,并在WLAN干扰情况下对其进行了性能测试。实验结果表明:基于LT喷泉码的可靠传输协议对WLAN的抗干扰效果显著。

基于WiFi的体温监测传感器设计

为了满足体温监测传感器在应用中的无线化需求,设计了一种基于WiFi技术的体温监测传感器系统.采用了基于CO2128的WiFi通信解决方案,提高了系统的集成度和兼容性;使用了24位高精度A/D转换器,提高了测量精度.同时,结合四线制的体温测量方法,提高了测量的信噪比,并且降低了电路复杂度.通过详细的设计验证和性能试验,证明了基于WiFi的体温监测传感器具有较强的使用价值,具有较低的功耗,可以满足体温监测的精度和使用寿命要求.

EasiARS:多模通信传感网的动态WiFi链路接入及自适应组网方法

在使用WiFi接入上层服务的无线传感器网络应用中,由于WiFi链路的不稳定性,使用固定位置的网关难以适应长期稳定可靠接入的要求.提出一种基于ZigBee和WiFi双模通信节点的,适用于不稳定WiFi链路下的网络设备自适应接入及组网方法 EasiARS(adaptive roles switching),该方法包括实时低开销的WiFi覆盖环境探测和更新方法、节点自适应角色分配方法、网关和节点均为能量受限设备情况下的WiFi覆盖区内分簇和数据传输方法.EasiARS可以在外部WiFi网络环境动态变化的情况下进行传感网设备的快速部署,并根据WiFi链路的状态自适应地调整节点角色和传输策略,使数据稳定传输并均衡WiFi覆盖区内节点的能量消耗.实验验证表明,在WiFi链路状态变化下,使用EasiARS的传感网能够自适应地切换节点的工作角色,形成合适的网络拓扑结构,保证数据的稳定上传,与采用单个固定位置网关的方法比较,随着WiFi链路不同程度的变化,EasiARS的网络丢包率最多可降低90%;与采用多个备选网关的方法比较,使用EasiARS的网络生存期提高了67%,并减少了部署前期对WiFi链路质量测试和评估的工作负担.

基于WSNs的军用机场仓库环境监测系统设计

对军用机场后方仓库的环境参数进行实时监测,是保证武器装备正常存储,防止发生意外事故的重要措施。针对军用机场现有仓库环境监测系统的不足,将Wi Fi无线传感器网络(WSNs)应用在仓库环境监测系统中,与现有的视频监控局域网融合,解决了传统监测系统组网难、成本高的问题。系统的传感器节点采集环境参数,通过Wi Fi模块和局域网将数据传送至监测中心的服务器,服务器中的软件采用B/S结构,对数据进行分析、处理、存储和显示。实验结果表明:该监测系统数据采集精度高、效率高,网络通信稳定,能够满足设计要求。

基于WiFi无线测温传感网UDP数据包的研究

WiFi技术应用灵活方便,UDP协议不需建立连接,具有效率高、速度快和占用资源少等优点。文章针对目前无线测温传感网数据传输出现的问题,基于UDP进行可靠数据传输的相关技术,研究了一种新的适合测温传感网的UDP数据包格式,获得了运用UDP数据包完成数据传输的工作过程,并预留了系统扩展功能。

无线传感器网络中一种抗无线局域网干扰的信道分配机制

无线传感器网络(WSN)易受到与其共享信道的无线局域网(Wifi)干扰,造成通信可靠性及吞吐量下降.当具有不同优先级的多个WSN受到Wifi干扰时,如何按优先级分配信道,并兼顾整体通信可靠性及吞吐量是一个重要问题.针对该问题,作者提出了一种抗Wifi干扰的信道分配机制EasiCAP(Channel Allocation for wireless sensor networks with Priority).该机制利用基于干扰强度和活跃比率的干扰特征模型(External Interference Model,EIM)度量WSN中各信道的Wifi干扰;同时,采用以接收端为中心的模型(Internal Interference Model,IIM)度量各WSN之间的干扰.然后,各WSN根据EIM和IIM度量的结果,采用局部化贪婪信道分配算法独立、实时地选择信道,通过保持信道、切换信道及抢占信道操作实现按优先级分配信道,并尽可能降低所有网络所受干扰之和.实际测量和仿真结果表明,EasiCAP可为各WSN提供与其优先级相对应的通信可靠性和吞吐量;而且该机制下的平均通信可靠性及吞吐量也比现有方法高.此外,EasiCAP未带来过大的开销.

基于无线传感器网络的智能物流车辆监控系统的设计

为了解决物流运输途中物资安全监控难、受限人为因素等诸多安全隐患问题,并能实现对物流车辆定位、实时监测和跟踪功能,介绍一种基于无线传感器网络的智能监控系统在物流车辆调度监管中的应用。设计以S3C6410微处理器和Wi Fi模块及GPRS等构建的无线传感器网络节点,实现对物流车厢内物资信息的采集、处理和显示,异常时启动摄像头进行实时监控,并可将车辆的工作状态与位置等信息传输至监控中心。在VMware和Ubuntu 11.10开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现无线传感器网络节点之间的数据传输功能。结果表明:系统工作稳定可靠,结构简单,功能易扩展,具有推广和应用价值。

基于机器鱼的内陆湖泊水质在线监测系统设计

仅依赖无线传感器网络在线实测是利用多跳式通信实现远程发送与存储数据丢包率高,实验阶段设计的二维结构仿真机器鱼巡游避障性能差,GPRS全天候数据采集与传送所需的流量费用高,针对以上这些问题,设计了一套可进行实测的机器鱼自动巡游避障、水质环境实时监测系统平台;该系统通过移动终端程序设计、利用三维采集路径跟踪算法及WSNs与Wifi热点技术对机器鱼群实现远程精准控制,按照设定深度、路径规划的采集点进行水温水位、PH值、溶解氧、电导率、浊度等常五类水质环境数据实时采集、处理、远程存储、显示、分析及预警,给出了系统的总体设计、机器鱼的结构与控制系统设计、终端节点与协调器的硬件系统及上下位机软件系统设计;利用这套系统对巢湖5个取样点实测,水温、溶解氧、PH值平均误差率分别为0.18%、0.5%及0.01%,远高于其他水质在线监测的精度要求,达到了预期成果;同时对水库及精细水产养殖业等水质在线监测与预警具有很高的推广价值。

一种新的分布式自适应抗同频干扰技术研究与实现

WiFi网络和无线传感网共存时,易受到WiFi同频干扰,造成通信可靠性及吞吐量下降。理论分析了两者共存时的同频干扰问题,提出了一种新的抗干扰方法,由干扰检测和干扰避免两部分组成。先进行干扰检测,然后根据干扰检测的结果选择不同的干扰避免机制。干扰区节点和非干扰区节点采用分布式的干扰避免方法工作在不同的信道上,避免了将整个网络都切换到选定的无干扰信道。最后对所提出的方法进行仿真验证,仿真结果表明,该方法能在多变的无线环境下有效地避免干扰。

城市空气质量监测无线传感器网络的构建

城市空气污染具有一定的局部性,有限的空气质量监测站无法得到准确的监测数据。简要介绍了无线传感器网络,并选取了GS1011M模块设计了基于WiFi的无线传感器空气监测系统,详细介绍了该监测系统的软、硬件设计。

冲击试验的无线传感网络同步采集系统

针对桥梁健康检测中的冲击振动试验,搭建以Wi Fi为介质的无线传感器网络,将冲击发生时重锤和桥梁各测点的加速度信号由采集节点实时发送给上位机,由信号的幅值谱和相位谱可计算出桥梁结构的自振频率、振型等参数,从而判断桥梁结构的健康状况。对于不同位置的采集节点,分别为其选用了合适的加速度计并设计了调理电路,由嵌入式微处理器控制数据的采集和发送。上位机软件采用C#编写,可以同时接收所有节点发送的数据并对其进行显示、存储及读取,以进行后续的频谱分析和计算。为实现数据的稳定传输和时钟同步,还提出了一种改进的带重发机制的UDP协议和一种简化版RBS时钟同步协议。试验表明,系统能够实现准确的信号采集,采集速率可达到5 k Hz,UDP无线传输的丢包率控制在0.014%以内,时钟同步误差为50μs,满足实际应用需求。

悬臂梁振动无线控制的时间延迟补偿研究

结构振动的无线控制具有广阔的应用前景,但其中的时间延迟显著降低了控制性能,是目前急需解决的问题。针对工程中普遍应用的典型结构——压电悬臂梁结构,设计了基于WiFi的无线传感器,搭建了一套无线传输传感和控制信号的无线控制系统,实现了悬臂梁振动的无线控制;采用基于有限差分和变量代换的时间延迟补偿方法,构造了时间延迟状态,对系统的状态方程进行了适当的扩展。仿真结果表明,该方法可以有效补偿无线控制中的时间延迟,显著改善无线控制的性能,甚至可以达到有线控制的效果。

电力无线传感网双模接入终端的研究与设计

为了保证无线传感网与宽带无线通信网相互融合,构建面向智能电网的新一代电力物联网信息通信体系,实践智能电网的互动特性,在分析电力无线传感网与宽带无线通信网的通信连接方式的基础上,提出了终端的设计方案:按照电力无线传感网运行需求进行功能设计,利用双模来保证电力信息传输的可靠性,按照结构化、模块化思想设计终端的软、硬件部分。最后对终端的性能进行了测试,测试结果表明该方案能可靠保证网络间的融合与网络间数据的透明传输,降低网络延时。