A Cross-Layer Optimization Framework for Energy Efficiency in Wireless Sensor Networks

We consider the extension of network lifetime of battery driven wireless sensor networks by splitting the sensing area into uniform clusters and implementing heterogeneous modulation schemes at different members of the clusters. A cross-layer optimization has been proposed to reduce total energy expenditure of the network;at network layer, routing is done through uniform clusters;at MAC layer, each sensor node of the cluster is assigned fixed or variable time slots and at physical layer different member of the clusters is assigned different modulation techniques. MATLAB simulation proved substantial network lifetime gains.

CMOS图像传感器辐射敏感参数测试电路设计及试验验证

以航天领域广泛应用的CMV4000型CMOS图像传感器(CIS)为研究对象,通过开展CIS辐射敏感参数测试电路设计,将CIS辐照电路板与测试电路板中FPGA数据采集及传输板分离,辐照电路板与测试电路板通过接插口通信,从而实现开展辐照试验时对FPGA数据采集部分进行辐射屏蔽防护,避免FPGA数据采集板受到辐射影响。开展了CIS测试电路中的电源模块、数据采集、存储模块、外围电路等设计及PCB版图的布局布线设计。采用VerilogHDL硬件描述语言对各个功能模块进行驱动时序设计,实现CIS辐射敏感参数测试功能。通过开展CMV4000型CIS ^(60)Coγ射线辐照试验,分析了平均暗信号、暗信号非均匀性、暗信号分布等辐射敏感参数随总剂量增大的退化规律,验证了CIS辐射敏感参数测试系统的可靠性。

基于无线传感器网络节点的老人智慧鞋履设计

当前老人智慧鞋履的提醒程序多设定为单次结构,整体的提醒效率较低,为此提出基于无线传感器网络节点的老人智慧鞋履的设计与实践应用。根据当前测定,先进行传感器及无线传感网络节点接入多目标健康提醒程序的设计,进行实时数据采集与定点传输,设计多目标健康提醒程序,构建无线传感器网络节点老人鞋履总控系统,最终采用智能报警的方式完成智慧鞋履的设计。测试结果表明:针对选定的6名测试人员,结合制定的3个测试指令组,最终得出的智慧鞋履的响应时延均被较好地控制在0.3 s以下,说明此次在无线传感器网络节点原理的辅助下,所设计的老人智慧鞋履更加灵活、高效,应用效果更佳。

农田无线传感器网络的节点部署仿真与实现

应用无线传感器网络进行农田信息采集时,针对农田面积大、传感器节点众多的特点,如何有效地部署节点成为研究的热点之一。利用NS2软件从丢包率、平均延时、剩余能量和接收信号强度等网络性能角度对随机部署、正六边形部署及正四边形部署方式进行了仿真比较,最终确定正六边形部署方案,并在农田中进行实地试验。结果表明系统能够实现无缝覆盖,稳定可靠的采集农田信息,为无线传感器网络在农田环境中的进一步应用提供了参考。

基于PSoC的无线传感器网络节点设计

无线传感器网络节点的优劣直接关系到无线传感器网络的生存周期及其传递的数据的可靠性。用PSoC(可编程片上系统)作为处理器模块的处理器,运用于无线传感器网络节点的设计之中,使无线传感器网络节点降低功耗,缩小体积,提高可靠性,降低成本,增加生存周期,缩短开发周期。论文首先简单介绍了PSoC独特的内部资源及其特有的功能,然后详细阐述了采集环境的温度和湿度的无线传感器网络节点的硬件电路和处理器模块的软件设计方案。最后给出了实验结果,其实测结果表明设计的传感器系统性能良好。

基于无线传感器网络的农田信息采集节点设计与试验

研究基于ZigBee协议的无线传感器网络技术,结合嵌入式处理器开发了无线传感器网络节点和汇聚节点。网络节点规则分布在被监测区域,负责采集土壤水分信息,并自组成网,将信息发送给汇聚节点,实现对信息的动态显示和大容量存储;节点天线分别在0.5、1.0、1.5和2.0m4个高度下,对小麦苗期、拔节期和抽穗期3个典型的生长时期进行试验,得出无线电信号在小麦不同生长时期,最佳天线高度下的有效传输距离,为无线传感器网络在农业中的应用提供技术支持。

面向无线传感器网络应用的传感器技术综述

无线传感器网络是目前国内外研究的一个热点方向,具有非常广泛的应用前景,其应用与发展,将对人类的生活和生产的各个领域带来深刻的影响。对目前已经应用于无线传感器网络的具体传感器技术进行了分析,总结了无线传感器网络应用对传感器技术的需求约束。依据这些需求展望了未来可能应用于无线传感器网络的传感器技术。

茶园信息采集无线传感器网络节点设计

针对茶园中所存在的无线通信障碍问题,该文设计了一款适合茶园信息采集的无线传感器网络节点。节点以ATmega128为核心,nRF905射频芯片及其外围电路作为无线通信模块,SHT11空气温湿度传感器和TDR-3土壤含水量传感器及其外围电路作为传感器模块,并以该节点为硬件平台编写了通信协议、应用程序和后台管理软件。分析、测试了节点的功耗和通信距离,在空旷地带,节点的有效通信距离达到150m,与Micaz节点对比室内外通信距离分别提高了200%和150%。在广东省英德茶园基地进行了组网试验测试,结果表明:网络平均丢包率为0.84%,传感器感知精度达到98.2%,能够满足茶园信息采集的应用要求。

基于无线传感器网络的温室测控系统研究设计

针对当前温室控制系统存在的扩展性差、智能化程度不高等问题,在分析了无线传感器网络特点的基础上,设计了基于无线传感器网络的温室测控系统的硬件及软件.硬件上设计了传感器节点和汇聚节点,采用温度、湿度、光照度等传感器,实现了温室环境参数的自动采集.软件上基于模块化的思想,实现了数据的获取、处理和控制输出等功能.该设计具有扩展性好、实用性强、便于操作的特点.

一种IPv6无线传感器网络节点的设计与实现

通过总结无线传感器网络硬件节点的设计原则,提出了一种无线传感器网络通用节点设备的基本构架,设计实现了基于超低功耗处理器Atmega128和射频芯片CC2420的无线传感器网络节点设备。该设备具有能量自检测功能,并可以改变通用硬件接口上的数据采集部分实现多种不同类型的应用。采用模块化软件设计,引入有限状态机进行系统模式调度,设计实现了既能独立运行又支持嵌入式操作系统的节点适应层软件。通过引入多个节点的温度采集与反馈控制实验和节点生命周期静态测试实验验证了本设计的可行性和实用性。

以传感器为视点的无线传感器网络节点设计趋势综述

无线传感器网络节点是无线传感器网络组成的基本单元,节点的软硬件设计在整个无线传感器网络的构建中举足轻重。在研究了大量无线传感器网络节点的基础上,对节点模型结构进行了分析,在讨论模型中各模块相互关系的同时,重点讨论了传感器模块与其它模块关系,综述了无线传感器网络节点的发展情况,预测了未来节点发展的趋势。

基于ZigBee的无线传感器网络节点设计

由于无线传感器具有巨大的实用价值和广阔的市场前景,介绍了无线传感器网络的概念。从无线传感器网络的网络体系结构、网络协议出发,展开了对无线传感器网络节点的相关研究。给出了系统的硬件结构及软件的设计方案和具体实现方法。实验结果表明:所设计的通用节点平台可以作为无线传感器网络节点的一种低成本的解决方案,可以在较低功耗下实现传感器节点之间的无线通信。

无线传感器网络环境监测采集节点的设计

介绍了应用于环境参数监测的无线传感器网络采集节点的设计要点。系统以nRF24L01无线射频芯片和MSP430F1232单片机为核心,实时采集并上传节点周围环境的温度、湿度、光照强度和可燃性气体浓度等信息。节点采用电池供电和无线传输方式,具有体积小、成本低、功耗低、性能稳定和便于携带等优点。

基于ZigBee无线传感器网络的灌溉控制系统设计

在采用一款ZigBee解决方案的射频芯片CC2430和ZigBee协议栈的基础上,设计了一个简单的无线传感器网络灌溉控制系统,给出了相应设计方案和软件中的实现细节。该系统实现了对土壤含水率的实时检测,并依据土壤含水率灌溉阈值进行自动控制灌溉,以达到节水灌溉的目的。初步测试证明,该系统运行稳定可靠,能够准确获取网络节点的属性,并进行节水灌溉控制。

无线传感器网络节点的模块化设计

为了使传感器节点能并行采样且实时存储不同类型的突发信号,提出了一种基于SPI总线的模块化节点设计方案,由控制模块进行节点管理、功能模块完成测试任务、无线模块负责收发数据,各类模块之间通过SPI总线进行数据交换。测试过程中,各个节点的功能模块将测试数据存入存储器中,测试完成后再以分组交换的方式将数据传回控制基站。实验证明:节点工作稳定,功能拓展方便,能圆满地完成测试任务。

一种无线传感器网络低功耗节点的设计

节点的功耗大小决定着整个无线传感器网络的生命周期,因此,节点的低功耗设计尤为重要;在简单介绍分析各节点设计解决方案及其特点的基础上,分析了无线传感网络系统中低功耗节点设计方案、关键芯片选择、设计及其实现,重点阐述了低功耗控制设计及其实现方法,最后,完成了不同工作条件下的节点消耗电流测量和分析;实验结果表明,提出的节点设计方案在保证低功耗特性的同时,兼具良好通信性能。

基于CC2431的低功耗网络节点

针对无线传感器网络节点体积小、能耗低、存储和通信能力有限等特点,以Z igBee为基础,提出了一种基于CC2431的低功耗网络节点的设计方案。详细阐述了构成传感器节点的各模块的设计,即采用了CC2431芯片作为核心元件,使用温湿度传感器SHT11进行温湿度数据采集,并给出了节点软件的设计方案。节点的软硬件均采用低功耗设计,经测试证明,该节点运行稳定可靠,具有较高的通信效率,并且符合设计中对低功耗的要求。

多层印刷线路板测试点自动生成算法

根据国内ＰＣＢ制造行业的现状，为了解决人工确定测试点效率低且易出错的问题，文中提出了一种多层印刷线路板测试点自动生成的算法．该算法首先求取ＰＣＢ的连通网络，在连通网络的基础上按照测试要求自动提取测试点集，经厂家使用验证。

复杂环境下地震监测的无线传感器网络系统设计

针对复杂环境下难以有效进行地震监测的问题,设计了具有分簇拓扑结构和簇内单跳等特征的无线传感器网络系统以实现通过无线方式获取地震监测信息。分析了该监测系统的结构,介绍了所设计的地震监测节点硬件组成和完成相关功能的软件系统,简化的震动实验结果表明了设计的可行性。总结了时间延迟方面的实验结果,并提出了待解决的关键技术问题及下一步的研究工作。

无线传感器执行器网络综述

无线传感器执行器网络是在无线传感器网络基础上引入若干执行器节点衍生出来的一种新型网络模型;它不仅能够感知环境信息、处理数据,还能够主动与监测环境进行交互,执行相应的任务。介绍了无线传感器执行器网络的体系结构、节点硬件结构、协作机制和通信协议,并对近年来国内外研究进展进行了综述,指出了未来的研究方向。