基于无线传感器网络的滑坡地质灾害预警监测系统研究

自动实时的边坡危岩变形失稳监测是预测滑坡等地质灾害发生的有效手段,有助于掌握其规律,及时分析并作出安全量性评价,使边坡灾害的概率及损失减到最小,甚至避免发生.为此,采用ZigBee无线传感器网络技术对边坡危岩的倾角和水位信息变化进行实时采样监测,通过无线通信和网络传输进行远程信息交互,实现滑坡等地质灾害的监测和预警.对该监测系统结构体系、无线传感器网络拓扑结构、无线传感节点的结构和软硬件设计、系统的性能和应用情况等方面进行了设计与测试.相比传统的岩土工程灾害监测系统,优点有实时监测及维护简便、系统成本低、节点简单及易布设、监控区域展扩方便等.     

基于无线传感器网络的展馆定位与管理系统的设计与实现

设计了一种基于无线传感器网络的展馆定位与管理系统。由无线传感器网络模块以及上位管理软件组成的定位监测系统实现远程人员实时定位。首先，通过无线传感器网络模块将人员佩带传感器节点的位置信息传递到远端的监控中心，然后利用上位管理软件对接收的数据进行解析，并将人员的位置信息存入到数据库中，最后查询数据库进行人员的实时定位。该系统在实际应用中运行稳定、可靠。系统的移植能力强，同样可以应用到井下人员定位系统中。     

无线传感器网络中基于簇的实时节点故障检测算法

无线传感器网络主要任务是数据采集,在许多的应用场合对传感器网络数据可靠传输有较高的要求,但由于传感器节点容易失效,导致数据无法正确传输,因此故障检测是确保数据信息正确收集的重要保障.本文中提出了一种基于分簇网络拓扑的实时故障检测算法(CRFD),能够在网络划分的不同簇中自发地完成故障检测,正确诊断出节点的状态.分析了算法的性能,并通过仿真实验,表明与"基于比较的故障检测算法(CBFD)"相比,CRFD算法具有更小的系统开销,从而有效节省节点能耗.     

无线传感器网络能量模型

随机抛洒的无线传感器节点形成何种逻辑拓扑结构将直接影响高层通信协议和网络运行能耗,而合理使用有限能量资源是无线传感器网络研究的核心问题.基于传感器节点工作能耗分布特点和数据传输能耗模型,建立传感器节点能量模型和网络传输模式模型,对单跳传输和多跳传输两种方式下的网络总能耗和单节点能耗进行理论计算,并分析不同网络拓扑结构对网络能耗和网络运行的影响.通过理论计算推导出不同网络拓扑结构和传输模式下无线传感器网络总能量消耗公式和网络能耗分布规律,为设计能量有效的无线传感器网络拓扑结构提供指导,为实现无线传感器服务质量体系下的高层通信协议提供理论基础.     

基于无线传感器网络的电力塔监测系统设计

根据无线传感器网络特有的优势特点,以输电线路和电力杆塔环境信息监测网络为研究对象,通过对监测网络的网络拓扑结构、无线通信协议栈、通信节点的电路实现以及系统实现的主要关键技术等问题进行研究。通过对电力塔环境监测网络的现状分析,提出基于无线传感器网络的电力塔监测系统的线性组网设计方案,设计并实现了区域监测系统的模型电路。     

石油化工行业危险源监控系统设计

石油化工行业危险源监控系统拟通过建立自组无线传感器网络可以将各种传感器,如温度、湿度、压力、振动、光照、气体传感器或者振动、声音、磁力、微波等传感设备,通过无线的方式构成任意的网络拓扑,形成区域无线覆盖。实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象信息,从而准确判断温度压力过载、有毒有害气体泄漏、入侵者非法闯入等危险信号。现已完成了传感器网络节点和后台管理系统的研发工作,开发出了一套完整的无线传感器网络危险源监控系统的组网演示系统和原型系统。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络应用方案

介绍了无线传感器网络的重要性,提出了基于zigBee技术的无线传感器网络技术方案,介绍了zigBee技术的协议栈结构、zigBee网络的节点类型、路由方法、网络拓扑结构、组网过程、TI的单芯片ZigBee解决方案cc2430,最后介绍了基于zigBee无线网络通信技术的某国家粮食储备库远程监控系统的设计实例,该系统能耗低、成本低,寿命长,大大节省人力,提高安全性。     

基于.NET的供电网络监控管理系统的设计及其树形图的实现

企业供电网络中的设备级次清晰、需要实时监控等特点,设计一个基于ASP.NET的B/S结构的监控管理系统,以树形图形式显示供电网络设备构成关系,监控设备运行状态,并实现供电设备自然属性的管理.研究了系统的具体模块设计和功能设计,并详细讨论了供电网络树形图的编程实现.     

智慧农业无线传感器网络系统设计

为满足智慧农业监视农作物生长过程、管理农产品质量实时远程的需求,设计了无线传感器网络系统．该系统由无线监测网络和远程监控中心两部分组成：无线监测网络采用以STC12C5A60S2单片机为核心的传感器节点开发策略,构建了基于STR-30的无线传感网络;远程监控中心采用基于VC＋＋6．0编程设计的管理软件,可实时显示各节点传感器的数据和工作状态,报警,数据的保存、查询,以及对各节点的实时控制,能一定程序上实现远程的监督和控制．     

基于GSM的室内无线传感器网络簇头节点

为了实现温室环境信息低功耗、低时延高效无线检测与控制,构建了三层次室内无线传感器网络系统,研制了在网络系统中较关键的具有远程和短距离无线通信功能的网络簇头节点.采用短距离无线通信CC2430模块和全球移动通信系统(GSM)GPRS模块设计网络簇头节点,并利用GSM网络内嵌的TCP/IP协议,设计基于Zigbee技术的无线收发功能程序和GSM网络传输控制功能程序.网络系统试运行表明,网络管理计算机可以随时获取被监测的温室温度等环境信息,与一般无线传感器网络相比,信息传输能耗低、时延小响应快,实现了无线传感器节点和远程管理计算机之间的信息高效无线传输.     

基于LoRa技术的便携式健康监测系统设计

针对传统老年监控护理系统功耗大、实时性差、数据传输效率低等问题,提出了一种基于低功耗广域网的智能无线传感器网络系统;系统中,通过依靠STM32处理器和传感器对环境与体征数据信息进行采集,然后利用LoRa技术将采集的数据通过SX1278模块发送至网关,再通过网关上传数据到云服务器;将处理后的数据通过云服务器显示给用户,实...     

基于异步MAC协议的WSN节点通信能耗模型的研究及应用

为进一步减小采用B-MAC协议无线传感器节点的能量消耗,对无线通信模块接收、发送、监听、休眠的电流消耗和时间特性进行了实验测试. 并根据异步MAC协议的特点,将网络负载参数进一步细分,引入节点发送间隔、接收间隔、每次发送字节数、每次接收字节数这4个参量,同时考虑节点接收信号时所处状态的概率建立通信能耗模型,并给出能耗模型的最优解析解,使得能耗参数在不同网络负载和收发间隔下达到最优. 实验结果表明,采用能量最优参数的B-MAC协议比普通B-MAC协议的能量消耗更少,明显减少了WSN节点在通信过程中能量的消耗,延长了节点的工作寿命.      

无线传感网络覆盖中网络拓扑结构设计方法

无线传感网络覆盖可以合理分配网络的空间资源,更好地完成环境感知、信息获取等任务,当前无线传感网络覆盖方法不能对传感网络进行全面覆盖。提出一种新的用于无线传感网络覆盖的网络拓扑结构设计方法,将层次型拓扑结构作为无线传感网络拓扑基本结构,对其进行详细分析后,提出能量高效的拓扑控制算法:以同一概率周期性随机选择簇头,令无线传感网络的总体能量消耗均衡分配至各传感器节点中,实现簇中成员节点数据的均衡分布,完成无线传感网络拓扑结构的设计。实验结果表明,设计的网络拓扑结构可以合理调节传感节点的距离,可以覆盖整个无线传感网络,减少重复覆盖,具有很好的覆盖优化效果。     

Zigbee技术在水文监测中的应用

针对目前水文信息监测系统存在的结构复杂、维护困难、抗干扰性差等缺点,将Zigbee技术及无线传感器技术运用于该系统中,对其网络结构、节点硬件电路、网络协议和软件进行了设计,实现了对水文信息的实时监测,为水利部门对水文信息的监测提供了一种成本低、功耗低、可靠性高的新技术。     

斜井提升防掉道保护监测与分析

针对斜井箕斗在运输过程中易出现脱轨,设计了新型无线信息传感器传输网络系统。通过安装于箕斗矿车底部的感应传感器与光电传感器可以实时监测箕斗与轨道的接触状态。在牵引箕斗配重块与箕斗的钢丝绳处安放载荷传感器,用来监测钢丝绳的受力情况;在井口安装到位传感器,用来监测箕斗的到位状态。姿态传感器利用XL66系列无线转换器与M系列RS485数据采集模块将信息发送到井口接收装置,利用通讯电缆与上位机相连,通过组态王软件实时获取监测数据与画面。现场测试表明,本设计可以满足实际需求,提高了矿井的安全性能与生产效率。     

基于LoRa的物联网数据传输系统研究与设计

提出了一种基于LoRa技术的物联网数据传输系统.以物联网中广泛使用的无线传感器网络的数据传输实际需求为研究对象,综合考虑传输系统实际工作环境及经济成本,传输距离,可靠性等问题,设计出一种以LoRa无线传输技术构成的星型网络,能为用户提供一种简单的能实现远距离、易扩展的数据传输系统.介绍了系统网络拓扑结构、系统软硬件设计和自定义通信协议的设计过程.其中,LoRa终端节点内嵌Contiki嵌入式专用操作系统,有效减少用户定义多线程多任务对内存的消耗,节点采用循环队列缓冲的数据通信,具有封装成帧、确认回复、周期性休眠等功能.异构网关负责存储转发并且支持NB-IoT,WiFi等多种通信技术上传至远端云平台,在远端云平台可以配置并显示终端节点信息.对系统进行了功能和性能测试,达到了预期目标,具有一定的应用价值.     

基于LoRa的低功耗温度采集传感器系统设计

针对工业高炉冷却水温监测长期运行、维护成本高问题,设计一种基于LoRa(Long Range)的远距离低功耗无线传感器网络系统;系统搭建基于LoRa通信水温采集终端的模块能耗计算模型,通过对计算模型分析,提出了一种基于LoRa协议层的时钟同步协议和时分多址联合优化的无线通信策略;该策略利用LoRa通信技术完成信息交互,实现网关与终端节点的高精度时钟同步;网关完成可对无线资源调度,动态分配终端节点的时隙资源,以实现数据周期性上传,降低数据传输碰撞的概率,并优化无线资源的使用效率;实验表明,该通信策略与ALOHA通信协议相比,显著提高了通信的投递率和能源效率,进一步提高了LoRa在网络中的性能,所提出的联合优化的无线通信策略是有效的。     

一种基于备份节点的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的特征是自组织和能量有限,为确保网络可靠的工作,组网的策略是影响网络生命周期的一个重要因素,而过于复杂的拓扑控制算法和路由算法本身又会加重网络负担。对于此问题,提出了一种基于备份节点策略的实用无线传感器组网拓扑控制算法,此算法在传统树形拓扑上通过添加备份节点和隐含连接的方式实现了快速且可靠的在拓扑形成。由于拓扑结构中的激活连接类似于传统的树形结构,故通过HRP(Hierarchical Routing Protocol)的路由方式,在拓扑建立的同时生成路由信息,减少了维护路由信息带来的额外的网络负载。此算法生成的备份节点特性具有一种可继承的自愈特性,在出现节点失效时,网络局部可根据上下层节点信息进行自动的修复,确保网络的连通性。     

新型煤矿用无线网络监测与控制装置

针对煤矿地理环境的实际情况,设计了新型矿用无线监控装置该装置以非导向的无线网络GSM为通信信道,采用MCU最小系统为控制模块,利用TC35i为无线收发模块该装置一方面可以将煤矿监控设备的状态信息实时或定时的发送到监控WAP无线接收装置上,另一方面工作人员可以通过无线发送装置发送查询代码到该装置,获取当前设备运行状况信息该装置经试验验证,可靠性高,扩展性强,已获得国家专利一项( ZL2009200322700.5)