浅层地震勘探中的无线同步装置研究

为更好地解决浅层地震勘探信号采集的时间同步问题,提出一种基于无线网络的浅层地震勘探数据采集系统.设计并完善基于应变式压力传感器的检波装置,以AT89 C51单片机作为主控制器(MCU:MicroController Unit),采用低功耗、高分辨率的16位Σ-A型模数转换芯片AD7705实现数据采集,选用nRF24L01组建无线网络,给出电源模块和稳压电路以实现准确灵活供电.通过确定数据采集系统不同传输距离的实际时间差值,利用地震仪进行时间补偿,从而实现数据采集同步.测试结果表明:系统在测试期间功耗为2 500 mW,无线传输最远距离为94m,延迟时间最短为1.87 ×10-6s.解决了勘探环境恶劣时的复杂布线和同步问题,实现了浅层地震勘探的低功耗、便携式的同步功能.     

浅层地震勘探中的无线同步装置研究

为更好地解决浅层地震勘探信号采集的时间同步问题, 提出一种基于无线网络的浅层地震勘探数据采集系统。设计并完善基于应变式压力传感器的检波装置, 以AT89C51单片机作为主控制器（MCU: Micro Controller Unit), 采用低功耗、 高分辨率的16位Σ-Δ型模数转换芯片AD7705实现数据采集, 选用nRF24L01组建无线网络, 给出电源模块和稳压电路以实现准确灵活供电。通过确定数据采集系统不同传输距离的实际时间差值, 利用地震仪进行时间补偿, 从而实现数据采集同步。测试结果表明： 系统在测试期间功耗为2 500 mW, 无线传输最远距离为94 m, 延迟时间最短为1.87×10^-6 s。解决了勘探环境恶劣时的复杂布线和同步问题, 实现了浅层地震勘探的低功耗、便携式的同步功能。     

基于IEEE1588时间同步协议的cRIO数据采集装置的设计与实现

设计并实现了一种基于cRIO的远程分布式数据采集系统?该系统利用cRIO特有的1588插件设计了时间同步程序,以及数据采集?触发保存?本地保存和数据TCP/IP上传程序?数据采集测试结果表明,该系统短期同步精度可以达到亚毫秒级,长期测试同步精度为毫秒级?该同步系统可应用于煤矿井下光纤微震监测系统中?     

WSN在河流污染源实时监测系统中的应用

针对当前河流污染源监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等特点,提出了利用具有节点功耗低、工作时间长、成本低、能自组织地通信以及在危险区域和大面积监测中容易布置等特点无线传感器网络,对河流污染源进行在线监测的方法.并着重讨论了该系统无线传感器网络体系结构、网络节点的构成,以及数据采集和无线传输的实现.     

无线传感器网络在油气井远程监测系统中的应用

针对油气井远程监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等特点,提出了利用具有节点功耗低、工作时间长、成本低、能自组织地通信以及在危险区域和大面积监测中容易布置等特点无线传感器网络,对油气井中不同深度地层的温度、压力进行实时监测的方法.并着重讨论了该系统无线传感器网络体系结构、网络节点的构成,以及数据采集和无线传输的实现.     

基于C8051F350的无线数据采集系统的设计

针对在某些复杂环境下通过有线方式采集数据困难的问题,设计了基于无线收发芯片nRF905、以C8051F350为主处理芯片的无线高精度数据采集系统,给出了系统总体框图以及主要软硬件设计.在采集精度、传输可靠性方面做了一些创新性设计.利用位移传感器的数据采集实验对本系统进行验证,实验结果表明,文中设计的无线数据采集系统具有采集精度高、数据传输稳定可靠等特点.     

基于新型树状结构的无线传感器网络桥梁监测系统

将新型树状结构的无线传感器网络应用于桥梁健康监测,保留了有线网络监控的优点,弥补了其布线复杂问题的不足.桥梁建筑在使用运行时,由于材料性能随着时间推移而老化,从而导致桥梁结构安全性能下降.基于新型树状结构的无线传感器网络利用业务方向性特点,有效减少资源浪费,提高通信效率.通过数据采集,传送或接收及网络数据分析,建立了基于新型树状结构的桥梁监测系统,提高了系统的能效和生命周期,并在系统鲁莽性和数据传输效率方面得到了提高.     

一种改进的TPSN时间同步算法的实现

时间同步作为无线传感器网络应用的一项支撑技术,对无线传感器网络的设计和应用都很关键.在满足无线传感器网络时间同步精度要求的前提下,应尽可能节约能源,在对现有的时间同步机制进行分析研究的基础上,给出了一种改进的TPSN时间同步算法.并利用网络仿真器NS2对改进的算法进行仿真验证,取得了满意的结果.     

基于nRF9E5的火电厂温度无线采集系统设计

火电厂热力特性试验温度的采集系统多数采用有线方式,该系统布线复杂、成本高.为了节省布线时间、减少试验费用,提出了一种基于nRF9E5的温度无线采集系统.     

无线传感器网络时间同步技术进展

无线传感器网络是由大量部署在无线环境中的传感器设备构成的网络,无线节点间的协同操作要求网络节点维护共同的时间,时间同步是无线传感器网络支撑技术;针对传统分类方法中不能有效体现时间同步算法特点的问题,从信息交换是否存在反馈角度对现有时间同步算法进行了重新分类,同时对同步算法的进展情况作了详细描述;新的分类方法能够有效体现算法同步精度和同步能耗等特性:反馈式时间同步机制在同步精度和同步能耗上都要高于非反馈式时间同步机制;最后总结了现有时间同步算法的缺陷并展望了未来时间同步技术的发展方向。     

一种基于超帧机制的Zigbee时间同步算法研究与实现

对于几乎所有无线传感器网络应用来说,时间同步是非常重要的.由于无线传感器网络的多节点、低功耗等特点,一种合适的时间同步算法的实现尤为关键.以自主研发的硬件平台为基础,设计并实现了一种适用于Zigbee无线通信协议的单跳和多跳网络的时间同步算法,并给出了详细的算法分析及实现流程.实验结果表明所提出的时间同步算法在Zigbee单跳及多跳信标网络中均有良好的性能表现,满足了Zigbee协议低功耗、高同步精度的要求,在实现Zigbee休眠节能机制的同时,算法达到了较高的时间同步精度.     

基于校园大数据的无线网络AP布局优化

高校无线网络管理与服务存在两个问题：一是无线网络AP布局和服务质量检测缺乏数据支持,主观性强;二是被动收集师生使用体验反馈,范围小,准确性低.针对这些问题,该文提出了一种基于校园大数据的无线网络AP动态布局模型.该模型的特点是数据驱动和动态优化.通过在华中师范大学的应用探索,表明该模型能够有效提高校园无线网络的服务质量,优化学校无线网络管理流程.     

基于HART协议的工业无线监控系统设计

针对基于HART协议工业仪表数据远程有线传输易受现场恶劣环境影响的问题,将工业无线通信技术应用于现场监控,设计了一种基于HART协议的无线网络监控系统,采用ATM91SAM7X256微处理器和XBee为无线通信控制模块.系统测试结果表明,该系统现场数据采集准确性高,生产运行控制管理安全可靠.     

狭长空间无线感知节点布置策略及定位算法

因为人们对无线感知节点在一些狭长空间场所的研究较少,受空间限制,无线感知节点及其网络在这些场所应用具有与开阔空间不同的特征,所以对目前应用于开阔环境下的无线感知节点定位算法进行了修正,给出了应用于狭长空间的无线感知节点定位算法。同时对狭长空间的锚节点布置方法进行了研究,给出一种较优的锚节点布置策略。理论分析、计算机仿真和实验验证表明：该算法及其锚节点布置策略在狭长空间应用中对未知节点具有很好的定位精度。     

煤矿井下WSN容错性时间同步算法的实现

为了提高井下时间同步精度,针对无线传感器网络对节点同步精度要求高、鲁棒性强以及时间同步协议普遍容错性较低的特点,提出一种面向煤矿井下的无线传感器网络容错性时间同步算法。该算法结合煤矿井下结构的特殊性,采用动态选举时间基准节点和避免重复发送策略,增强了网络的可扩展性,对于新加入节点可迅速收敛。在洪泛时间同步协议算法的基础上,利用概率统计学中的残差分析理论改进线性回归算法并进行差错判断,剔除井下异常数据点对拟合曲线的影响,抑制由异常数据导致同步误差的大幅度跳变,提升无线传感器网络(WSN)同步算法的容错性和可靠性。实验证明,该算法可在网络拓扑不断变化的情况下达到一定的同步精度,可保持网络稳定性,满足井下同步精度需求。     

无线传感器网络中分簇时间同步算法的设计

根据低功耗的要求,提出一种分簇时间同步算法(CTSA),该算法利用LEACH分簇原理,将整个网络分成不同的簇,簇首节点之间的同步采用精度较高的双向同步交换机制,且在选择与上一级簇首节点交换同步包时,根据距基站的最小跳数为准,以减少多跳累加的影响.而簇首节点与簇内成员节点则采用功耗较低的单向同步原理,结合了无线传感器网络中簇首节点与簇内节点的特点,在精度与功耗上进行折中考虑.实验证明该算法具有较高的同步精度与较低的同步开销,特别适合于终端节点较多的环境中,如环境监测.     

基于圆环空间相关性的无线传感网事件监测算法

事件监测是无线传感器网络的一项重要应用.传感器节点易受监测环境和其自身特点的影响,时常报告错误信息.为了准确地监测事件,提出了基于圆环空间相关性的无线传感网事件监测算法.由于与事件源距离相同的节点之间观测到数据的空间相关性和数据变化同步性,通过认证消息判断事件是否发生,并利用移动代理降低网络能量消耗.仿真结果表明,该监测算法提高了事件监测的准确性和延长了网络生命周期.     

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。