无线传感网节点群的远程控制研究

随着通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展,传感器网络由于具备自组织性、协作性和动态组网变化等特点,在经济生活各方面应用广泛;但目前商用传感网络多为有线的局域网连接,对一些离散型的节点适用性不强,特别是在一些需要远程接入的控制场合就很难实现;针对上述不足,提出了一种基于无线网络与GPRS网络相结合的无线传感网络节点群远程控制方式;离散型终端节点通过433 MHz频点组成无线传感网络,经过本地嵌入式中心节点实现与GPRS网络的异网连接,进而通过手持式终端实现远程监控;实验系统比较了节点群在不同气候条件下数据传输的距离与可靠性,结果表明系统能实现上述两种无线网络的异网数据交换,有效地解决了传感网节点群的远程控制等问题。     

基于WIFI的农业物联网温室大棚环境监测系统的设计

针对现代农业温室大棚环境监测中存在的问题,设计了基于WIFI技术的农业物联网温室大棚环境监测系统。该系统由监控中心、WIFI基站、环境采集节点与视频监控构成。环境采集节点以STM32F作为主控器,采集温室大棚内光照度、环境温湿度、土壤温湿度等信息;视频监控采用有线与无线结合的方式;所得环境数据通过WIFI无线网络及光纤传回监控中心。设计了基于B/S架构的上位软件和基于C/S架构的移动终端环境监测软件来实现环境的监测与控制的下达。现场应用结果表明,所设计的环境监测系统网络结构简单、可靠性强、性能稳定。     

节能型温室大棚群集中供热智能监控管理系统

为了能够自动调节温室大棚内空气和土壤的温度,采用并联按需供热方式设计了温室大棚群的供热系统,同时,设计了具有三层管理结构的集中供热监控管理系统,主要由温度监控节点、大棚总节点和锅炉房管理中心组成。温度监控节点利用传感器Pt100采集散热箱管道内热水的温度,然后通过ZigBee无线网络发送到大棚总节点,再根据预设的温度,控制风扇的工作状态和管道控制阀来调节棚内的温度和管道换水操作。大棚总节点利用热能表计算流入棚内的热量,再将整个大棚内的温度数据处理后,通过CAN总线发送到锅炉房的计算机上。测试结果表明,设计的系统工作稳定可靠,大大提高了供热效率和自动控制水平,整个大棚内各角落的温度差小于0.5℃,为精细化和智能化农业发展提供了强有力的技术保障。     

多源信息融合的环境舒适度检测与评价

为了能够实现对室内环境的监测和舒适度的调节,首先需要获取准确、及时的室内环境参数。针对目前室内环境监测系统存在自动化程度低、检测点部署欠灵活,安装维护困难,监控难度大等问题,设计开发了一种基于无线传感网络的室内环境监测系统。以ZigBee技术为核心,构建无线传感器网络,自动采集和传输室内相关环境参数;通过结合物联网云平台,实现远程监控和报警;运用模糊综合评价的方法,通过统计、分析、计算,得到符合实际的室内环境舒适度水平。本系统通过硬件设计降低了室内环境监测成本,通过软件设计提高了系统的监测水平和灵活性,通过结合模糊综合评价方法和物联网云平台降低了监控难度。经实验,验证了本系统在实际环境下的使用性能,适合推广应用。     

基于ZigBee与CAN的工程机械液压系统参数监测系统设计

为了实现工程机械液压系统相关参数无线、有线、远程实时监控,设计一种基于ZigBee和CAN总线的工程机械液压系统参数监测系统。该液压监控系统由现场数据采集节点,无线与有线通信模块及计算机监控中心组成;数据采集以英飞凌XC2267芯片为核心,通过传感器对液压抓斗的液压油油温、压强、液位等信号进行采集,利用ZigBee无线传感器网络与CAN 总线将采集的参数送给监控中心;如果工作参数异常,监控中心可以提醒现场操作人员进行预警。     

基于PLC与ZigBee的室内环境监控系统设计

环境监测点位具有分布范围广、点位多等特点,建立一套基于无线传感网络的环境实时监控系统,实现对区域内环境要素的在线监控,对及时掌握环境状况及有效控制环境污染的扩散有着直接而重要的作用;以CC2530芯片为核心构建ZigBee无线传感网络,并通过主控制器PLC将采集的数据进行分析与处理;利用主协调器及PLC将接收的监测数据传至上位机进行实时显示,由监控平台,结合红外收发器完成对外部设备的远程控制;上位机采用Wincc组态软件,结合西门子精智面板提供优异的人机交互界面体验;通过实验测试表明,该系统可实现大范围的室内环境参数的采集和传输以及远距离监控功能,且具有安装方便、扩展性强等特点,适用于需进行统一管理的智能楼宇建筑。     

基于ZigBee的智慧温室蓄电池监测节点设计

针对传统温室监测节点蓄电池剩余电量问题,提出一种改进的基于ZigBee无线通信技术的温室节点无线监测方案,设计一个经济实用的低功耗ZigBee无线监测节点;以CC2530为主控芯片,通过控制不同的传感器和电池智能管理芯片DS2438及其外围电路,实现温室环境参数和各节点蓄电池电压、电流以及剩余电量的精确测量并实时显示;测试结果表明,系统运行稳定,数据检测精度达到0.001。     

基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响。针对该问题,采用无线传感器/执行器网络（WSAN）技术,设计了道路积水监控系统。该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层。传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制。该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。     

基于ZigBee和3G的远程监测系统的设计

为解决传统监测系统中布线麻烦、覆盖面积窄、节点不易移动等问题,设计了一种基于ZigBee和3G无线网络的远程监测系统;整个系统由ZigBee无线传感网、3G-ZigBee网关节点、3G网和监控中心组成;ZigBee节点由射频模块、主板、传感器模块和电源模块组成,射频模块由CC2530与CC2591加长距离式组合组成,3G-ZigBee网关以ARM9微处理器S3C2440和Linux操作系统为核心进行开发,实现了ZigBee网和3G网之间的连接;该系统应用于水族馆鱼缸中的水质监测系统,对温度、PH值、电导率、溶氧量、氨氮等参数进行测量;结果表明该系统实现了数据的稳定采集和较高的数据传输速度,满足了现代监测系统的要求。     

基于ZigBee的稀土矿山生产监控系统

针对目前稀土矿山开采中的不足,设计了基于ZigBee技术的稀土矿山生产实时监控系统,利用ZigBee无线传感器网络实现了对注液管道内液面高度信息的实时采集、传输和控制。硬件上,在监控节点中增加TI的CC2591射频前端扩大网络覆盖范围,采用TPS73033电源模块解决了大功率节点的供电,并选用MC35模块支持系统的GSM移动通信短信业务;软件上,设计了方便简洁的后台控制软件,方便用户操作。通过在高度为98米,最大直径为297米的实际矿山中的实验结果表明,系统通信距离可达400米,响应时间小于20 s,监控节点可连续无间断工作6个月,系统能较好地应用于工程实践中。     

基于物联网的设施温室监控系统中无线传感器节点设计

设计具有低成本、低功耗、易扩展的设施温室监控设备,深入研究无线网络构成,优化网络结构、降低组网难度、提高组网效率。采用 MSP430F149为核心的处理器;采用CC2530射频芯片实现无线传输;提供多种协议接口方便传感器的扩展,给出了土壤温湿度、空气温湿度、光照传感器的选型和指标参数;由本设计的无线传感器节点作为WSN中的全功能设备同时充当路由节点,搭建了MESH型的无线传感器网络结构。经测试,通过硬件设计及网络结构搭建,系统具有结构简单、组网快捷、数据传输可靠性高等优点,能较好的满足无线传感器节点在设施温室监控中的应用。     

基于太阳能光伏的无线户外环境监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统;该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息;针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端;户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统。无线传感器网络以CC2430通信模块为核心。传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心。设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波。采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性。对系统进行了多天连续测试。通信距离为100米时,网络的平均丢包率低于1%。pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%。测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。     

基于ZigBee技术的医疗输液监护系统*

设计了一种利用TI公司CC2530芯片的基于ZigBee技术的医疗输液监护系统。该系统采用压力传感器采集输液状态信息,在传感器和监视设备间构建ZigBee无线通信网络,将传感器检测到的输液信息,通过无线网络发送到监视设备上。分析了系统的工作原理、硬件组成、软件工作流程。实验结果表明该系统具有良好的实时性和可靠度,实现了医疗输液过程的自动监护。     

基于嵌入式操作系统的无线电力监测系统设计

为了对各个用电设备或用电用户的电力使用情况进行精细化监测,从而对电力评估、管理起到基础性作用,设计了一种基于Contiki嵌入式操作系统的无线电力监测系统,以6LoWPAN作为无线通信协议;该系统由终端节点、路由节点、接入节点、GPRS模块及计算机数据中心构成;介绍了基于TV3154、TA5212及信号调理滤波网络、ADE7653电力测量、MSP430F1611主控及CC2420射频的终端节点、接入节点硬件设计方法;介绍了基于Contiki,结合6LoWPAN无线协议及I²C、UART等串口通信协议的终端节点、接入节点软件设计方法;实验结果表明,系统对电压、电流、功率的测量误差均保持在2% 以内,能够实现组网,两个节点之间的无线通信距离可达80 m。     

基于CC2530的无线温度传感器网络的设计

传统的有线温度测量由于线路复杂常存在造价昂贵、信噪比低等问题,为解决这些弊端,设计了一种基于 CC2530和 ZigBee 协议的无线温度传感器网络,硬件结构非常简单,更有利于狭小空间下的温度监测。该系统使用DS18B20数字温度传感器对环境进行温度测量;以射频芯片CC2530为核心,使用其标准的增强型8051 CPU对数据进行处理与控制;使用ZigBee协议建立无线通信网络,将测得的环境温度通过LCD显示。最后,通过实验测试证明该系统可以有效地测量不同地点的温度并无线组网,能够实现低功耗、高精度、远距离的无线传输。     

基于ZigBee和Android手机的无线监控系统设计

针对智能家居、环境监测等对实时性的要求,提出了一种将近距离无线接入技术与Android、嵌入式技术相结合的无线监控系统设计方案。在高性能嵌入式平台上实现Wifi、ZigBee的接入,根据实际应用环境的需要,选用相应传感器实现对环境变量的数据采集,通过ZigBee无线组网方式进行数据收发。另外,将Android手机终端通过Wifi与嵌入式平台建立连接并实现数据传输,ZigBee终端接收无线传感器节点发出的数据,通过协调器将数据信息发送给嵌入式平台,数据经过处理以后反馈给智能手机终端,手机端根据接收到的数据进而输出相应的指令。文中介绍了系统的软件设计流程,对系统整体实验证明节点性能良好、通讯距离较为理想,该系统具有较好的通用性,能够满足实时性的要求。     

基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统设计

针对传统煤矿井下甲烷浓度采用工业总线检测方法的不灵活和存在盲点等问题,本文提出了一种基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统。系统采用ZigBee协议栈构建无线传感器通讯网络,该网络的终端节点感知和采集矿井甲烷的浓度,并将浓度数据通过无线传输至协调器,协调器再经过串口传输到地面的监控中心。详细介绍了检测系统的软硬件设计,并对系统进行了测试验证。     

基于GPRS和ZigBee的节能型LED路灯智能控制系统

针对现有城市路灯控制系统路灯使用寿命短、无法远程操控、不能自动识别故障路灯的问题,提出一种基于GPRS网络技术和ZigBee无线通信技术的节能型LED路灯智能控制系统,使用ZigBee无线网络与LED路灯控制终端通信,并通过GPRS通讯模块接入GPRS网络与远程控制中心相连,实现远程控制LED路灯,此外,通过LED路灯控制终端实时采集路灯电压和电流,实现LED路灯的远程监控。具体阐述了GPRS通讯模块、ZigBee无线网络模块、LED控制终端的硬件设计方案,软件设计流程,系统通信协议和远程控制实现方法。测试结果证明此系统数据传输可靠、响应及时、成本低、易于实现LED路灯的远程控制和远程监控,具有较大的实用性和推广价值。