基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计

预警系统是现代建筑智慧体系中重要组成部分,对保证建筑安全具有重要作用,但目前系统功能与性能还有待提高,在实际中错误报警比例比较高,而且反应性能比较弱,提出基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。系统采用应用层、业务逻辑层、网络层与感知层四层体系结构,硬件方面对温度、烟雾、湿度、图像多种无线传感器和报警器选型与设计,利用无线传感网络对传感数据传输,软件方面通过对多传感信息融合处理,评价建筑安全等级并预警响应,以此完成基于无线传感网络的现代建筑多传感安防预警系统设计。经实验证明,设计系统错误报警比例不超过1%,反应时间不超过0.25s,在现代建筑安全防护预警领域具有良好的应用前景。

基于无线传感技术的实训室系统设计研究

无线传感技术可以显著提升实训室系统可靠性,并满足多样化功能需求,本文旨在全面概述无线传感网络目前的应用现状,并对无线传感网络应用技术进行分析。在详细论述实训室系统的基础上,进一步探讨了无线传感技术在实训室系统中的应用管理模式,不仅提高了实训室系统的运行效率,还增强了系统的稳定性。通过无线传感网络,实训室系统能够实现更加灵活和高效的资源调配,提升实训室系统智能化水平,为相关研究提供参考。

基于无线传感网络的智慧农业监测系统设计

在信息化、智能化的时代背景下,智慧农业已成为推动农业现代化的重要手段。在这种情况下,基于无线传感网络的智慧农业监测系统应运而生,它融合了物联网、云计算、大数据等多项先进技术,为农业生产提供了全新的解决方案。文中介绍了智慧农业监测系统的研究背景,详细阐述了系统的总体设计、硬软件设计及数据分析方法,设计了一种基于无线传感网络的智慧农业监测系统,为农业生产提供了支持。

无线MEMS传感系统在燃气轮机等恶劣环境下的应用

燃气轮机是应用于航空、能源、海陆交通等诸多领域的重大核心装备之一。对燃气轮机工作过程中各项环境参数(如温度、压力等)的实时监测,可进一步完善和优化燃气轮机结构、提高效率、减少排放和降低维护费用。新近发展起来的基于微机电系统(MEMS)技术的传感系统在高温、高压等恶劣环境下具有无可比拟的应用优势,特别是在恶劣工作条件下以燃气轮机为代表的大型机电设备的各项环境参数监测中,应用潜力巨大。本文对燃气轮机等恶劣环境下的传感技术、无线信号传输技术及SiC无线MEMS传感系统实现方案进行了综合介绍、评述和讨论,并对无线MEMS传感系统在燃气轮机等恶劣环境下的应用进行了展望。

用于海洋三维温度场监测的MEMS温压一体式传感器

海水温度和深度信息的采集在水文、气象、渔业、生态保护等领域具有重要意义。基于微机电系统(MEMS)技术研制了一种用于海水温度及深度检测的温压一体式传感器。该传感器采用双面设计,利用薄膜式铂电阻传感单元和压阻式压力传感单元分别检测温度和深度信息。两种传感单元均可通过MEMS工艺进行制作,且制作工艺互相兼容,因此,该传感器具有尺寸小、易于大批量制造、可与CMOS集成等优点。经对该传感器性能进行测试,温度传感单元在0~40℃范围内的电阻温度系数为0.27%/℃,测量精度为±0.04℃,同一批次样品电阻温度系数标准偏差为±0.0049%/℃;压力传感单元的量程为0~10 MPa,在该量程范围内其有良好的线性度(R^(2)=0.9993)、灵敏度(14.14 mV/MPa)和批量一致性(灵敏度的标准偏差为±0.896 mV/MPa)。此外,利用温度传感单元信号对压力传感单元在不同温度下的输出电压进行温度-压力解耦,解耦后压力传感单元在5~35℃温度范围内的最大相对误差由8.42%降低至1.07%。开发的MEMS温压一体式传感器满足了海水温度和深度检测的性能需求,有望解决海洋三维温度场监测的难题,在海洋环境保护和水文信息采集等领域有着广泛的应用前景。

基于无线传感网络技术的智能照明系统在高校地下车库的应用实践

天津某高校地下车库采用传统照明系统,存在耗能大、寿命短和照度不够等问题。为了有效改善车库灯光环境,节省车库的运营和管理费用,借助无线传感网络技术,对灯光参数进行精确管理和智能化控制。通过介绍项目的改造概况,阐述智能照明系统在高校地下车库节能改造中的应用原则、模式设计,总结节能改造的方法。基于校园能源监测系统的用能数据,列出智能照明系统改造前后同期的用电量对比并计算回收期,以衡量智能照明系统的经济性。结果显示,在照明智能化改造后,该校地下车库每年可节约电量31.63万kWh,2年多即可收回成本,节能率达91.01%。

基于无线传感网及边缘网关的智慧农业大棚监控系统设计

在不断发展的物联网、大数据及云计算等技术的交叉融合下,基于无线传感自组网及边缘网关,应用边缘计算,设计实现了一种智慧农业大棚监控系统。系统设计基于物联网架构,传感层以CC2530芯片为核心分别构建了传感型采集节点和控制型节点;采用正三角形网格的节点部署方案,高质量实现了无线传感网构建。边缘网关以STM32F103ZET6 MCU为核心,一方面负责与无线传感器网络中的各节点进行数据通信,完成边缘计算并对网络中的节点进行管理和控制;另一方面通过WiFi、4G/5G等通信模块进行数据的无线传输,把采集到的数据封装处理打包传输到服务器端,实现边缘网关作为连接传感节点与服务器监控中心的相应功能。应用层通过EMQTT服务器和Node-RED搭建云平台构建,用户可以通过PC端、手机端登录数据处理中心的WEB服务器,实现对物联网设备的控制及环境的监测。

物联网环境下的无线传感网络通信系统优化设计

无线传感网络在物联网环境下面临能耗高、传输效率低、网络管理复杂等挑战。文章针对这些问题,提出了一种基于物联网技术的无线传感网络通信系统优化设计方案。该方案通过感知与数据采集、无线传输与路由优化、网络控制与管理以及数据融合与处理分析4个关键模块的协同优化,有效提升无线传感网络的能效、可靠性、可管理性以及数据处理能力。仿真实验结果表明,与传统方案相比,优化后的系统在不同场景和工况下性能均得到了显著改善,验证了所提出优化设计的有效性和实用价值。

智慧园区无线传感网络能量均衡覆盖优化系统

针对传统LEACH协议存在数据传输效率较低以及节点能量分布不均的缺陷,文中从功耗和效率层面出发,提出了一种无线传感网络能量均衡覆盖优化系统。对于节点能量分布不均的问题,设计了由剩余能量因子与距离因子所组成的系统权重因子,并根据该因子及竞争半径来选择簇头。同时基于遗传算法提出了一种单链多跳路由协议,进而提升了系统的功耗水平,解决了数据传输效率偏低的问题。以某智慧园区为模型进行的实验测试结果表明,所设计系统的存活节点个数、系统剩余能量以及数据包接收数量这三个指标均大幅领先,充分说明了改进后的算法能够有效减少系统的能量损耗并提升节点的利用率,使其可以存活至1200轮,从而延长整个WSN系统的运行周期。

基于LoRa无线传感网络的农业温室大棚环境测控系统设计

温室大棚是种植反季农作物的重要设施,棚内环境参数直接决定了农作物的生产质量和数量;然而,现有的测控系统由于受天气条件等因素的影响,导致环境温湿度测试存在一定的误差;为了满足农作物的生长需求,并提高精确度,提出了基于LoRa无线传感网络的农业温室大棚环境测控系统的优化设计;通过改装传感器设备和调整数据处理器和控制器的内部结构,构建了系统数据库并组建了LoRa无线传感网络,实现了实时采集大棚环境数据和传输到系统终端;通过计算调整控制量,实现了对农业温室大棚环境的测控功能;实验结果显示,与传统测控系统相比,优化设计的系统在环境温湿度测试方面的误差显著降低了,分别降低了3.65℃和3.75%。

基于无线传感网络的机房环境监控系统

当前,机房环境监控系统的数据库多设定为目标式,这种模式会导致监控效率较低、误报率增加。为了缓解这一情况,文章提出基于无线传感网络的机房环境监控系统。根据当前的测试需求及标准的变化,设定无线监控传感节点装置,搭建网关,完成系统硬件的设计;在系统硬件的基础上构建无线传感网络下ZigBee协议栈,采用多层级的方式,设计多层级数据库,提升整体的监控效率,完成对系统软件的设计。系统测试结果表明:针对选定的4个测试周期,所设计系统经过3个测试阶段,最终得出的监控系统误报率被较好地控制在1.5%以下,说明在无线传感网络的辅助下,所构建的机房环境监控系统稳定、高效,针对性强,具有实际的应用价值。

基于无线传感网络的高校实验室仪器设备智慧管理系统

传统的设备管理方式对设备状态进行监测较为困难,无法满足快速响应的需要。因此,该文提出基于无线传感网络的高校实验室仪器设备智慧管理系统。首先,在硬件设计方面,构建覆盖整个实验室的无线传感网络;在软件设计方面,系统通过各种传感器和通信模块获取实验室仪器设备的信息,并将信息整合到统一的数据库中,方便查询和使用。其次,利用无线传感网络对仪器设备的运行状态进行监测,获取状态信息,通过终端设备提前预约使用特定仪器设备。测试结果表明,该系统可在线监测设备仪器的状态信息,响应速度较快,可提高实验室的管理效率。

基于微波传感技术的无线通信系统性能优化研究

随着信息技术的飞速发展,无线通信已成为现代社会不可或缺的部分,广泛应用于各行各业,推动了智能城市、远程 教育、智慧医疗等领域的进步。众多支持无线通信的技术中,基于微波传感技术的无线通信系统以其高速数据传输能力和广泛的应 用范围成为研究和应用的热点。微波传感技术利用电磁波在微波频段内的传播特性,能够实现长距离、高速率的数据通信,是实 现无线宽带网络、雷达监测和卫星通信等关键技术。随着无线通信网络的日益密集和应用需求的持续增长,原有的微波传感技术 面临着诸多挑战,严重制约了无线通信系统的性能和发展。探索如何优化基于微波传感技术的无线通信系统性能,对提升通信质 量和效率具有重要意义,也对促进无线通信技术的创新和应用具有深远影响。

基于无线传感网络的分布式电力设备监测与维护系统研究

笔者通过整合无线传感技术与人工智能算法,设计并实现了一种基于无线传感网络的分布式电力设备监测与维护系统,本系统能够实现对电力设备的实时监测与故障预警,显著提高电力系统的可靠性与安全性。实验结果表明,相比传统的多分类支持向量机(SVM)方法,本系统在准确率、召回率、精确度和F1分数等性能指标上均有显著提升。本研究不仅展示了无线传感网络在电力设备监测领域的应用潜力,也为智能电网的发展提供了新的技术支持。

掘进机器人行驶状态嵌入式传感系统研究

针对掘进机器人履带行驶结构作业处于高冲击、碰撞、高湿度和复杂煤岩底质等空间受限环境、受到的外部动载荷通常无法直接测量或测量比较复杂问题,提出了一种可实时监测掘进机器人履带动载荷的嵌入式传感系统无线监测方法。设计了适用于掘进机器人的特种履带行驶结构,搭建基体-夹板-无线采集模块等组成的多层复合封装防护结构,在封闭环境下对嵌入式传感系统进行无线传输特性及行驶状态下的动应力分布研究,并进行传感系统封装集成的测试精度标定试验。将嵌入式传感系统随机替换履带链环中的一块山型减振垫,对掘进机器人行驶状态周期循环的履带载荷历程进行监测测试。结果表明,该嵌入式传感系统在不改变履带链环整体受力的前提下,能实时采集履带行驶结构的动载荷并无线传输给上位机,动载荷时间历程数据完备、稳定可靠,解决了井下极端工况下掘进机器人履带行驶结构动载荷获取难题。

基于超宽带和无线传感网络技术的夜间辅助系统

由于夜间值班人员巡查不到位,造成存在潜在的管理风险和安全隐患。为解决上述问题,本文利用无线传感网、超宽带室内定位、蓝牙Mesh无线通信等技术,构建了完整的夜间辅助系统。该系统随时查看活动路线、所处位置等。通过夜间时段判断是否出现异常状况,进而通知值班人员进行查看或是电话联系。本系统有助于提升管理人员及早发现异常状态,提升居住安全性。

基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统设计

针对工程结构应变测量需求,设计了基于Wi-Fi无线传感网的应变测量系统。在明确系统架构的基础上,应用ADR431BRZ芯片、AD823I仪表放大器、ADSI274芯片设计了传感器节点的传感单元,应用STM32芯片设计处理单元,应用USR-C322Wi-Fi模块设计通信单元,应用SPX3819M5芯片、OPA2227高精度低噪音运放设计电源单元。同时,对传感器系统无线组网方式进行设计分析,并从信号采集流程设计、上位机软件设计两方面,对系统软件进行设计。测试结果表明,该系统的误差小,运行稳定,能够满足工程结构应变测量需求。

无线传感网络中基于MapReduce的组合Skyline查询算法

无线传感网络通过传感器节点能够收集到海量数据,利用组合Skyline查询技术可以在海量数据中获取以组合为单位的用户感兴趣的信息。然而,由于无线传感网络所处环境的不确定性及节点能量有限等问题,使得在海量数据下组合Skyline查询效率不太理想。针对该问题,提出一种基于MapReduce的组合Skyline查询算法(MR-GSKY算法),首先通过预处理操作去除无用点,然后将数据集分块,充分利用MapReduce分布式计算的特点,在Map阶段并行计算每一分块的键值对,再利用删减操作去除无用候选组合,在Reduce阶段执行扩展操作对不同键值对的组合进行整合并计算出组合Skyline的中间结果,通过多次Map和Reduce操作生成G-Skyline(n)。实验结果表明,该算法比现有算法具有更好的性能。

基于无线传感技术的煤矿机械设备运行状态监测系统

为保障煤矿机械设备正常运行,设计基于无线传感技术的煤矿机械设备运行状态监测系统。系统架构分为地面站、感知层、无线传感技术通信层、云计算支撑层、设备层。利用多传感器采集运行数据,通过工业以太网和网关服务器传输数据,经过存储和模数转换数据后,利用设备参数监测算法监测运行状态,通过Web服务器将监测结果传输到地面站;用户通过登录地面站查看当前设备运行状态信息。实验结果表明,该系统通信传输时的通信眼波形较为规整,通信性能较强,可有效监测设备运行时的震动状态,并呈现设备视频监控画面。

基于无线传感网络的矿井提升设备工况监测系统

为了能够及时发现矿井提升设备异常,避免造成过大的故障损失,设计基于无线传感网络的矿井提升设备工况监测系统。在矿井提升设备各个部位上布置传感器,基于ZigBee建立线传感网络拓扑结构;运行上位机工况监测程序,去除传感器信号噪声,提取信号能量特征,实现矿井提升设备工作状态监测。测试结果表明:所设计系统与其他系统相比抗干扰通信效能系数更高,通信能力较为优秀;系统的Tanimoto系数均在0.8以上,与其他系统相比,异常分析准确性较好,能够及时发现矿井提升设备异常,有利于减少故障损失。