Design and Implementation of Remote Health Monitoring Sensor Network Based on the Internet of Things

From the view of practical application, this paper designs the human body physiology information collection nodes, the coordinator node, wireless transmission system using CC2430 microcontroller, and detailed design information of human body sensor （temperature, heart rate, ECG / pulse） circuit diagram. This paper set up software of a wireless network （ZigBee protocol）, sensor signal acquisition, wireless transmitting and receiving, and communicate with PC machine by serial communication coordinator node. Experiments show that the network node data transmission accurate, reliable work, basically reached the requirements of the design issues.

基于PLC和Node-RED的远程油箱液位监控与邮件报警控制系统设计

主要介绍了如何使用Node-RED与西门子S7-1515 PLC通过S7通讯方式,实现油箱液位远程监控与邮件报警功能。首先介绍了Node-RED和西门子S7-1515 PLC的相关技术,然后详细阐述了系统的设计与实现过程,最后对系统进行了测试与应用。该系统的成功应用为工业自动化领域提供了一个有效的解决方案,能够实时监控油箱液位,并在超出预设范围时及时发送报警邮件,提高了生产安全和效率。

面向对象高分影像归纳式图神经网络分类法

传统面向对象分类多采用遥感影像的光谱特征,忽略了影像对象之间的空间特征。本文提出了一种采用改进归纳式图神经网络的高分遥感影像面向对象分类方法,实现了光谱-空间复合节点相似度的融合系数自适应调节,以及邻域节点采样最佳数量的自动确定。首先,改进KNN图构建方法,采用标准差信息量评价法确定用于构建光谱特征和空间特征的复合节点相似度的融合系数;然后,利用反馈曲线法确定最佳的采样邻域节点数量,使用GraphSAGE节点嵌入完成特征表达;最后,依托Softmax函数预测节点类别。以GID和BDCI2017数据集为试验数据,本文的构图方法相较于改进前的构图方法在分类精度上有所提升。本文分类方法的平均Kappa系数和总体精度分别优于CART分类树算法、GCN算法、GAT算法、LANet算法、CCTNet算法和SLCNet算法0.31、0.14、0.13、0.12、0.08、0.02和42.31%、7.4%、6.73%、8.69%、6.03%、1.52%,并且在植被和建设用地提取上具有较好的稳健性。本文方法为高分遥感影像土地覆盖分类提供了有效的工具。

基于物联网技术的异构通信网络空间节点识别方法

当前异构通信网络空间节点识别机制一般设定为目标式独立形式,识别的速度慢,导致F1值大幅度降低,为此提出对基于物联网技术的异构通信网络空间节点识别方法的设计与验证分析。根据当前测算,先设计空间节点可信认证协议,采用多层级的方式,提高识别的速度,制定多层级异构通信网络节点识别机制。基于此,设计通信网络空间节点物联网识别模型,采用交互核验的方式来实现节点识别。测试结果表明:针对选定的5个网络节点识别空间区块,这对所设定的三组恶意节点,最终得出的F1值均在0.5以上,这说明结合物联网技术,设计的异构通信网络空间节点识别方法更加灵活、多变,识别针对性较强,具有实际的应用价值。

一种压力机远程信息化解决方案

本文论述了一种针对压力机运行状态信息的采集、远程传输、远程监控和数据信息分析的远程信息化解决方案。利用工业物联网关和物联网编程开发工具Node-RED软件,以及通过基于客户端、服务器的消息发布/订阅传输协议MQTT互联网通讯,实现压力机的远程信息化管理。

基于节点特性的LR-WPAN网络能量优化路由算法

针对ZigBee网络混合路由算法的不足,考虑低速无线个域网(LR-WPAN)网络的能耗问题,提出了一种基于ZBR路由协议的改进算法(F-ZBR)。本算法通过定义最小路由能量值和控制路由请求分组(RREQ)的传输方向、跳数以及在RREQ分组中加入能量标志位等措施,降低网络的整体能耗。仿真结果表明,F-ZBR算法的分组投递率、网络可用节点比率和网络剩余能量都较ZBR有明显提高,从而可以延缓ZigBee网络中大量数据传输造成的RN+节点能量过度损耗而导致的网络瘫痪等问题的发生,延长网络生命周期。

基于节点特性的ZigBee网络能量优化路由研究

深入研究了路由节点RN+和RN-在ZigBee网络中各自执行的路由算法(AOD-Vjr+Tree),并首次从节点特性的角度出发,研究了网络的能量消耗.研究结果表明数据流越多,其网络包投递率越小;随着RN-节点在路由节点中比例的增加,端到端延迟没有明显的变化,但在RN-节点比例达到40%的时候,对于不同数目的数据流,网络的剩余能量均为最大.由此可见,40%的RN-节点数目对于整体的ZigBee网络性能是比较理想的分配比例,可以达到能量优化的目的.

果园环境参数远程检测W SN网关节点设计

为解决果园环境参数远程检测中网关节点因电磁干扰造成ZigBee模块传输距离过短,不能满足动态配置ZigBee网络的不足,采用核心板加底板及模块化接口的硬件设计思路,提高系统的抗电磁干扰能力;采用串口编程及单线程通信策略实现ZigBee网络动态配置,用判断2次接收数据差值及变化趋势决定是否传输数据以减小功耗。测试表明,网关节点可稳定采集数据并远程传输,提高了抗电磁干扰能力,与电路板集成设计相比通信距离增加了1倍,并可灵活地动态配置ZigBee网络。

VIIRS在中国渤海的遥感反射率产品验证

采用星星交叉检验方法,比对了VIIRS和MODIS在中国渤海遥感反射率获取能力。由对比结果得出:在近岸海区VIIRS和MODIS观测能力相似,在浑浊水体VIIRS的遥感反射率高于MODIS。同时基于2012年9月辽东湾航次获取的现场遥感反射率数据对VIIRS在渤海海区的反演能力进行了星地检验。结果表明:VIIRS在中国近岸二类水体的反演效果较好,但出现了低估现象,在反演精度上,VIIRS卫星Rrs产品的反演误差远离近红外波段而增大,随水体悬浮颗粒浓度的增加而增大。

基于网格技术的远程故障诊断系统研究

为充分共享和应用广域环境下由供应商及其合作伙伴提供的信息与服务,以协同完成设备远程服务与故障诊断任务,提出应用网格技术基于开放式框架结构、通用的标准和规范以及在解决分布式、并行服务、计算和分析领域方面的特长,构建远程故障诊断系统,把广域分布的专家知识、检测设备、分析软件和设备信息等定义为服务资源,并以资源节点的形式表现。阐述了资源节点的建设、管理以及作用策略与机制,进而指出资源节点的组织和优化调度是系统有效作用的关键,结合一个约束条件下多目标决策过程模型,详细阐述了解决该问题的数学规划过程,通过具体实例验证了该算法的可行性。

基于ZigBee和TCP/IP的盐碱地田间监控系统研究

为实现现代信息技术在盐碱地良性管理领域的技术应用,解决当前盐碱地管理中缺乏监测数据、无法有效进行改良效果评估的问题,设计了田间智能化信息化采集与控制系统,实现了暗管水质信息监测、田间气候监测、病虫害监测、作物长势监测和自动灌溉控制,构建了用于田间数据传输的ZigBee无线传感器网络,并依据山东东营农业高新技术园区的区域特点,综合考虑信号传输的鲁棒性和时效性,提出了ZigBee网络节点部署的全局优化方案。同时,应用TCP/IP协议,设计了盐碱地综合治理信息采集软件和远程信息云服务平台,实现了盐碱地资源的全方位信息监测。试验表明,系统能够满足盐碱地信息监测和田间灌溉水肥一体化自动控制的功能需求,且所设计网络数据传输的综合丢包率低于1%。

基于GSM的农田气象信息采集节点设计方案

针对传统农田气象信息远程监控系统采集机构布线难、成本高、传输距离有限等不足,提出利用GSM网络覆盖范围广、价格低廉等优势设计的无线网络采集节点方案,阐述无线网络采集节点的硬件构成、通信原理和具体实现方法。实验表明,该设计方案合理可行,能实现农田气象信息的定时采集、稳定传输和实时报警。

全球有缆海底观测网概述

近期有缆海底观测网发展迅猛,世界各国包括加拿大、美国、日本和欧洲国家都依据自己的科学目标,建立了相应的有缆海底观测网。文章针对不同国家有缆海底观测网系统的组成和建设分别做了概述和评论。从1978年开始到现在,日本成功建设了10条有缆海底地震观测网,从早期同轴电缆作为主干电缆,发展到使用光电缆连接水下设施。加拿大成功建成近岸尺度和区域尺度两条有缆海底观测网。美国2012年成功建成目前世界上最长的一条区域海底观测网(约900km)。欧洲国家也正在开展在10个海区建立有缆观测网。跟随国外的步伐,我国和我国台湾地区也建立了自己的海底观测站(东海小衢山)和有缆观测网(中国台湾妈祖)。文章依据世界上已经建立的有缆海底观测网,分析认为与全球有缆观测网布设有关的遥控水下机器人是关键技术,并探讨了海底观测网今后的发展和面临的挑战。

现场总线过程控制与远程监视实验系统

基于LonWorks现场总线技术和Internet技术,介绍一个具有远程监视功能的LonWorks现场总线过程控制实验系统CS2003的设计与实现。它集下位智能节点控制、上位可视化图形组态监控及远程监视为一体,具有组态界面友好、运行实时可靠、操作简单方便等优点。通过实验和应用表明了系统运行状况良好,达到预期要求。

面向田园监测的低成本多光谱图像远程采集节点设计

利用多光谱图像采集设备获取农作物敏感波段的多光谱图像并对其进行分析,已经成为当前农作物生长状态评估的重要手段。但现有的光谱图像采集设备存在价格昂贵、体积较大、分辨率低、需人工搬运设备至田间作业等不足。为此,该文设计一种低成本、高分辨率的多光谱图像远程采集节点,并部署在田园对农作物光谱图像进行实时采集,并远程传输到服务器端,从而实现对农作物状态的持续监测。节点可同时采集RGB彩色图像和3种不同波段光谱图像,图像分辨率可达500万像素,且滤片可更换,因而其可应用于不同作物的图像获取。节点的硬件平台由嵌入式处理器芯片S3C6410、CMOS图像传感器OV5640和自行设计的机械式滤光片转换装置构成。为了实现图像的远程传输,节点集成了3G无线通信模块。采用嵌入式Linux搭建了节点的软件平台,并在此基础上设计了节点的软件系统,实现了滤光片转换的驱动控制、图像采集、图像压缩和3G无线传输等功能。为了验证节点的性能,将节点部署在田园进行了一系列试验测试。测试结果表明,节点能够自动采集RGB彩色和3种波段光谱图像,并通过3G网络无线传输到服务器端。采集和传输大小为133 k B的4幅图像所需总时间约为45.27 s,丢包率为0.54%。试验表明该文所设计的节点能够实时采集和远程传输多光谱图像,可满足田园现场环境多光谱图像获取的需求。

缆系海底观测网原型系统设计

针对长期、实时和原位观测深海大洋的科学需求,设计了采用10 kV直流输电和100 Mb/s光纤通信的缆系海底观测网原型系统。该系统由海底科学节点、光电复合海缆和海岸控制基站组成,其中海底科学节点包括原位化学分析仪器、动力环境监测仪器和节点接驳盒。用户从数据管理子系统实时获取科学数据,从电能监控子系统远程监控仪器状态,进行海底原位实验。多次压力实验和水池联调后,该系统在中国东海浅海试验和美国蒙特雷湾海底观测网深海并网试验中运行稳定,从海底获取了大量高分辨率的科学数据。试验证明该设计合理可行,并体现缆系海底观测网较传统海洋观测方式有较大优势。

无线传感网络节点软件高效远程更新方法设计

以MSP430F149单片机为例,针对无线传感网络中节点软件维护与更新成本较高的难题,设计了一种无线传感网络节点软件远程更新方法。通过程序文件差异比较、变格式传输和数据压缩提高了远程更新效率,通过程序冗余存储和强制更新提高了远程更新的可靠性。经过高速铁路现场应用情况表明,该方法可显著降低节点维护更新成本、远程更新稳定可靠,适于推广。

无线传感器网络中的传感器节点分组控制策略

研究无线传感器网络(WSNs)的传感器节点分组控制策略和软件实现方法。针对WSNs通信问题和分布监测的实际需求,制定传感器节点分组控制策略、单元组的模块化控制流程以及故障处理方法,保证多节点监测独立性、相关节点采集同步性以及数据传输可靠性。在程序实现方面,建立通信接口层、消息分发层、策略控制层组成的软件架构,实现WSNs远程控制软件,并进行了多传感器节点控制和数据传输可靠性的测试实验。

无线传感器网络在医疗领域的应用

讨论了无线传感器网络的节点组成、网络体系和协议栈模型,给出了一个远程医疗监护网络体系结构,并对无线传感器网络在医疗应用的主要方面、前景和面临的挑战进行了阐述。

无线传感器网络节点远程升级设计与实现

针对无线传感器网络节点升级困难的现状,提出了一种基于IAP(In Application Programming)技术实现对无线传感器网络节点自身程序实行远程升级的解决方案。方案结合现有的单片机IAP技术、无线传感器网络技术以及以太网,以网络控制器为设计核心,设计支持IAP的无线传感器网络节点,并实现基于MFC的上位机软件用于解析和下发节点文件。测试结果表明,该方案解决了无线传感器网络节点升级困难问题,具有良好的应用前景。