基于CC1010芯片的無線傳感器網絡節(jié)點設計

綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和通信技術等多學科領域的無線傳感器網絡已經引起了人們的極大關注。它在國防軍事、環(huán)境科學以及智能家居等領域有著廣泛的應用,由于其通常運行在人不能或不便接近的環(huán)境,能源無法替代,因此,設計合理的網絡節(jié)點成為無線傳感器網絡的關鍵問題。文中提出了以射頻芯片cc2430為核心,配合微處理器的zigbee無線傳感器網絡節(jié)點設計方案,論述了系統(tǒng)的構成和工作原理,對系統(tǒng)硬件電路和軟件設計作了說明。

無線傳感器網絡節(jié)點是一個微型嵌入式系統(tǒng),有采集、發(fā)送、接收數(shù)據(jù)等功能,本文以無線通信技術為基礎設計網絡接收節(jié)點,采用rf射頻接收芯片t5743的網絡接收節(jié)點,達到了網絡節(jié)點數(shù)據(jù)的短距離接收,并降低接收數(shù)據(jù)的誤碼率,實現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)無線通信。

針對大田應用中傳感器多樣、低功耗、低成本、通信可靠等要求,設計了一款無線傳感器網絡節(jié)點。節(jié)點以msp430f1611單片機為核心,si4432作為無線通信模塊,采用太陽能板和可充電式鋰電池互補供電的方式提供電源。同時,選用了擾動觀察法作為太陽能最大功率跟蹤算法(mppt算法),采用了周期性采樣策略,并對相鄰節(jié)點數(shù)據(jù)進行組合的數(shù)據(jù)融合方法。本文測試并分析了節(jié)點的功耗、通信距離與丟包率之間的關系及太陽能充電時間等。結果表明,該設計具有通用性強、功耗低、充電快、通信可靠等特點,能夠滿足農業(yè)大田信息采集的應用要求。

針對茶園中所存在的無線通信障礙問題,該文設計了一款適合茶園信息采集的無線傳感器網絡節(jié)點。節(jié)點以atmega128為核心,nrf905射頻芯片及其外圍電路作為無線通信模塊,sht11空氣溫濕度傳感器和tdr-3土壤含水量傳感器及其外圍電路作為傳感器模塊,并以該節(jié)點為硬件平臺編寫了通信協(xié)議、應用程序和后臺管理軟件。分析、測試了節(jié)點的功耗和通信距離,在空曠地帶,節(jié)點的有效通信距離達到150m,與micaz節(jié)點對比室內外通信距離分別提高了200%和150%。在廣東省英德茶園基地進行了組網試驗測試,結果表明:網絡平均丟包率為0.84%,傳感器感知精度達到98.2%,能夠滿足茶園信息采集的應用要求。

【目的】針對現(xiàn)有農業(yè)環(huán)境監(jiān)測網關設備開發(fā)成本高、系統(tǒng)功耗大、操作復雜等不足,設計開發(fā)一種用于農業(yè)環(huán)境監(jiān)測的無線傳感器網絡網關節(jié)點?！痉椒ā烤W關節(jié)點以低功耗芯片cc2530為核心處理單元,通過外圍狀態(tài)指示電路、電源管理模塊等,完成zigbee網絡組網和監(jiān)測節(jié)點數(shù)據(jù)收集及處理功能;同時通過串口方式連接sim900a模塊,采用gprs方式將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至中心服務器。最后在農田進行了監(jiān)測數(shù)據(jù)誤包率與信號接收強度測試,并通過實地部署試驗驗證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性?！窘Y果】所設計的網關節(jié)點能實現(xiàn)4種農業(yè)環(huán)境數(shù)據(jù)的采集,節(jié)點間距小于120m時數(shù)據(jù)傳輸誤包率低于1%,監(jiān)測數(shù)據(jù)在30d農田試驗期內連續(xù)變化,可長時間上傳至服務器,且穩(wěn)定性、可靠性良好。【結論】所設計開發(fā)的基于cc2530的網關節(jié)點具有丟包率低、運行穩(wěn)定可靠的特點,能夠滿足多種農田環(huán)境因子的監(jiān)測需求,具有良好的應用前景。

無線傳感器網絡是一種集成了計算機技術、通信技術、傳感器技術的新型智能監(jiān)控網絡。本文分析了zigbee無線傳感器網絡的結構,并研究了采用zigbee技術如何建立無線傳感器網絡,及實現(xiàn)終端節(jié)點和協(xié)調節(jié)點的通信。

zigbee是一種基于ieee802．15．4規(guī)范的無線技術,是介于無線標記技術和藍牙之間的技術提案,主要用于近距離無線連接。它依據(jù)802．15．4標準,在數(shù)千個微小的傳感器之間實現(xiàn)了相互協(xié)調和通信。它具有在ieee802．15．4規(guī)范上創(chuàng)建的安全和應用層接口、工作于免授權的2．4ghz頻段、以年計算的超低電池壽命、極

介紹了一種采用smic0.18μmrfcmos工藝,設計了一種應用于2.4ghz無線傳感器網絡soc芯片的射頻發(fā)射機上混頻器模塊電路單元,其中轉換增益為-6.3db,輸入1db壓縮點為-4.6dbm。工作電壓為1.8v,功耗為5.4mw,工作頻率范圍為2.4~2.4835ghz,工作溫度范圍為-20~+80℃低功耗的上混頻器。上混頻器芯片的面積為0.56mm2。

無線傳感器網絡是當前前沿熱點研究領域;隨著無線傳感器網絡的發(fā)展,每一個節(jié)點采集信號的精度和速率成為關鍵因素;本設計以fpga、dsp作為控制核心,實現(xiàn)了一種可對多路信號同時高速采集的系統(tǒng),采樣率為72khz,利用流水線技術對混合編幀后的數(shù)據(jù)進行存儲,存儲速率為6.282mb/s,以解決數(shù)據(jù)量傳送速率的問題。并利用無線傳輸將傳感器節(jié)點信息傳入匯聚節(jié)點輸出;測試結果表明:該設計可以完成對多路信號的同時采集和存儲且整個系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

無線收發(fā)機是傳感器網絡中產生最大功耗的節(jié)點,而功率消耗在很大程度上限制了無線傳感器網絡的大規(guī)模應用。為在收發(fā)機之間達到良好的功耗分配,在對網絡級功耗進行研究的基礎上,分析了影響無線收發(fā)機能效的關鍵因素。然后結合基于ieee802.15.4協(xié)議及實現(xiàn)低功耗的設計需求,提出了接收機的系統(tǒng)架構,為以后進行電路設計提供重要的參考價值。

如果說互聯(lián)網構成了邏輯上的信息世界,改變了人與人之間的溝通交流方式,那么,無線傳感器網絡則是將邏輯上的信息世界與客觀上的物理世界融合在一起,改變人類與自然界的交互方式。如今,無線傳感器網絡如同其他高新技術一樣,在經歷了十幾年的發(fā)展之后,正逐步走出象牙塔,邁向更廣闊的應用領域。

針對溫室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的特點,設計了溫室環(huán)境監(jiān)控的無線傳感器網絡方案,采用arm9芯片s3c2440和ti最新的低功耗射頻芯片cc2530設計無線傳感器網絡的匯聚節(jié)點和傳感器節(jié)點。給出了硬件結構,設計了傳感器節(jié)點的睡眠-喚醒機制,以及匯聚節(jié)點linux操作系統(tǒng)u-boot的移植。

針對煤礦井下環(huán)境在線監(jiān)測的要求,提出了一種井下實時監(jiān)控無線傳感器網絡節(jié)點的設計方法,詳細介紹了無線傳感器網絡節(jié)點的硬件組成和軟件設計。該節(jié)點通過微控制器和無線傳輸模塊實時采集、處理、傳輸井下工作面的瓦斯?jié)舛取o濃度、溫度、濕度等數(shù)據(jù)。測試結果表明,該節(jié)點控制方便、工作穩(wěn)定,能實現(xiàn)可靠的無線網絡傳輸。

傳感器節(jié)點是構建無線傳感器網絡的基本硬件單元。為了擴展無線傳感器網絡的應用范圍,本文為mica2傳感器節(jié)點設計了具有采集和播放語音能力的擴展模塊。文章首先介紹該語音模塊的邏輯結構和工作過程,然后給出模塊中語音接口部分的fpga設計。該設計采用了時鐘門控和電路資源共享等技術,具有低功耗和高可靠性特點,只需對fpga作少量修改即可適用于不同類型的傳感器節(jié)點。

介紹了一種利用音頻信號實現(xiàn)節(jié)點間距自主測量的無線傳感器網絡節(jié)點。節(jié)點硬件系統(tǒng)包括dspic6014a微控制器,512kb的sram,2.4g波段的rf收發(fā)模塊、音頻收發(fā)模塊及電源管理模塊等。節(jié)點通過測量rf同步信號與音頻信號的時間差來測量節(jié)點間的間隔距離。與國內外的研究相比,節(jié)點可以自主完成測距信號的采集、存儲和數(shù)據(jù)分析、計算工作。節(jié)點通過采用多次測量數(shù)據(jù)累加平均及iir數(shù)字濾波技術提高了測距信號的信噪比,利用幅度分析實現(xiàn)了測距信號的到達時刻判別。測試數(shù)據(jù)表明,該節(jié)點最遠測距距離可達30m,誤差小于3%。

針對傳統(tǒng)電梯跟蹤系統(tǒng)成本較高、移動性差和安裝維護困難等問題,提出了一種基于無線傳感網絡(wsn)的新電梯跟蹤系統(tǒng)。該系統(tǒng)適當?shù)卦O置telsob傳感器節(jié)點發(fā)射的能量值,利用micaz傳感器節(jié)點和telsob轉發(fā)節(jié)點判斷電梯操作行為,并通過tel-sob匯聚節(jié)點跟有線網絡連接和采用c++設計的上位機軟件遠程顯示電梯運行狀況。研究結果表明,該系統(tǒng)簡單、可擴展性強、成本低,具有可視化上位機顯示界面。

溝通是最耗能的事件在無線傳感器網絡(wsn)。顯著降低能耗將傳輸功率控制(臺電)技術動態(tài)調整傳輸功率,給出了2類的技術:基于位置和時間的無線傳感器網絡的算法基礎。

將無線傳感器網絡技術應用于溫濕度測量,實現(xiàn)遠程實時監(jiān)控,設計了基于無線收發(fā)芯片nrf401的現(xiàn)場溫濕度測量的無線傳感器網絡節(jié)點,詳細介紹了節(jié)點系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)。

基于無線傳感器網絡的貨運列車軸溫探測系統(tǒng)的設計 作者:張矢邵汝峰張彪徐曉輝來源:現(xiàn)代電子技術錄入:隨風 designofaxle-temperaturedetectsystembasedonwirelesssensornetwork 摘要隨著鐵路高速重載戰(zhàn)略的實施,準確地檢測列車軸溫關系到鐵路運輸?shù)陌踩?針對貨運 列車的特點,分析了傳統(tǒng)軸溫檢測方式存在的各種缺陷,提出了一種基于無線傳感器網絡的貨運 列車軸溫探測系統(tǒng)的設計方法.該系統(tǒng)采用msp430單片機和nrf905無線通信模塊,安裝于貨 車車廂底部,可通過自組織的方式形成網絡,具有可靠性高、節(jié)點成本低、網絡可擴展性好、生 存周期長等優(yōu)點. 關鍵詞：軸溫檢測,無線傳感器網絡,貨運列車,節(jié)點 鐵路列車在高速運行過程中，車輛走行部分各軸承的溫度會不斷升高，當

介紹了一種基于無線傳感器網絡(wsn)的智能溫度測量系統(tǒng)。系統(tǒng)通過數(shù)字多點溫度計來獲取溫度信號,并通過wifi傳遞到risc微處理器arm中。數(shù)據(jù)存儲在一個由微處理器控制的,基于iis總線標準的sd卡。完成數(shù)據(jù)采集的軟件設計,linux操作系統(tǒng)在arm硬件平臺的移植以及基于linux操作系統(tǒng)和sd卡協(xié)議的sd卡和sdwi-fi設備驅動程序的開發(fā)。最終實現(xiàn)人機交互的功能。

針對核電站運行環(huán)境復雜,人員難以靠近等特點,提出基于無線傳感器網絡的核電裝備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng),采用lm3s1138和cc2420作為無線傳感器網絡的主要硬件。核電設備監(jiān)測系統(tǒng)對實時性要求特別高,為此采用分層路由協(xié)議teen,并為每個節(jié)點設置一個計數(shù)器。通過matlab虛擬仿真平臺和現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集表明,此系統(tǒng)能夠對信號實現(xiàn)有效的采集。

該文基于zigbee技術,并結合gps定位技術設計了一種面向飲用水安全的無線傳感器網絡監(jiān)測設備,對影響飲用水安全的ph值、重金屬離子等水環(huán)境參數(shù)進行實時數(shù)據(jù)采集、監(jiān)測。監(jiān)測設備由電源管理模塊、通訊模塊、外部存儲模塊、信號采集模塊以及控制器模塊組成。實驗表明該設備對飲用水環(huán)境的實時監(jiān)測性能良好。