基于Wi-Fi的无线传感器网络设计与研究

无线传感器网络是集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合智能信息系统.由大量体积小,成本低具有无线通信、传感、数据处理能力的传感器网络节点组成.它的功耗、成本、体积、处理能力等严格受限.Wi-Fi技术是当前无线网络应用的一个热点,与ZigBee无线传感器网络比较,Wi-Fi网络则更成熟.在分析无线传感器网络体系结构的基础上,结合Wi-Fi技术介绍以GS1010为核心的无线传感器网络节点设计,并介绍嵌入式系统的设计与实现.     

无线传感器网络硬件平台的研究与设计

无线传感器网络因其巨大的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视。简要介绍了无线传感器网络的体系结构,着重从硬件平台设计的原则出发,对硬件平台进行了研究和分析,最后提出对硬件平台设计的构想。     

无线传感器的设计与应用

随着时代的前进与新技术的不断更新与进步,一种新的技术——无线传感器网络逐步进入了我们的眼帘甚至是应用之中.本文针对这门新技术进行了一些简单的说明与介绍,同时通过重点举例对无线瓦斯传感器和无线传感器路由进行比较详细的讲解与说明.     

用无线传感器组成无线传感器网络

物联网的愿景之一是能够测量以前从未测量过的变量。无论应用是监视基础设施老化(例如桥梁、隧道或电力传输线的老化),还是实时提供停车及交通信息,都需要无线传感器网络(WSN)提供与有线网络类似的性能,而且适合实际部署。传感器网络要能够扩展至包含大量无线节点,而且在很多情况下,需要跨越很长的距离。     

无线传感器网络研究概述

集中传感器、计算机以及通信技术的无线传感器网络技术由于其良好的性能以及广阔的运用空间,得到了广大学者的关注和研究。基于此介绍了无线传感器网络的基本概念、属性,讨论了无线传感器网络的关键技术,并就使用领域进行了阐述。     

大规模无线传感器网络的节点定位方法研究

针对网络构建和应用，给出大规模无线传感器网络的定义及特点。分析现有的两种节点定位方法，比较几种基于Range-free的定位算法并给出合适选择。最后总结了大规模组网下的定位特点并指出了未来的工作方向。     

浅析无线传感器网络点对点通信的设计和实现

随着社会的发展和科学技术的不断进步,计算机科学已经在社会的各行各业中得到了更多的发展和应用。无线传感网络作为计算机科学领域中的一个全新的研究课题,近些年因其广阔的前景而备受业内关注。本文针对IEEE 802.15.4协议标准进行了重点的探索,努力深入的研究了点对点网络在无线传感器中的形成,之后设计了无线传感器点对点网络通信的方法。     

无线传感器模块的设计

无线传感器模块是物联网技术的底层节点基础,无线传感器模块主要完成数据采集工作,间歇式工作,一般采用电池供电,必须具有非常低的功耗。本文通过一个数据采集无线传感器模块的设计实例,针对其低功耗的要求,详细说明了其硬件设计中采用的技术。     

无线无源声表面波扭矩传感器的研究

转轴的扭矩测量一直是一个难解决的问题。声表面波传感器可以实现无源化并进行无线测量,从而可以应用于转轴的扭矩测量。文章阐述了声表面波扭矩传感器的设计、结构及相应的无线测量系统。     

Materials and Designs for Wireless Epidermal Sensors of Hydration and Strain

This paper presents materials and designs for an ultrathin, stretchable class of device that is capable of lamination onto the surface of the skin, for wireless determination of dielectric and surface strain properties. The sensor exploits LC resonators with capacitive electrodes whose radio frequency characteristics change with variations in skin properties, and is capable of conformal and spontaneous integration with skin due to their skin‐like, “epidermal”, mechanical properties. Resonance frequencies of the LC resonators can be measured wirelessly through changes in the absorption of electromagnetic energy from a coil connected to an impedance measurement setup and placed in proximity to the epidermal device. Experimental results demonstrate that the device offers a precision of 1.1 (arbitrary unit of a reference commercial hydration meter) for hydration and 1.3% for strain detection, with good stability and low drift. Measurement of simulated lymphedema using an expandable balloon with an attached sensor further demonstrates the potential for using such a sensor in monitoring skin swelling. Finite element simulation of physical deformation and associated changes in electrical properties enable quantitative interpretation of the experimental results. The results may have relevance for wireless evaluation of the skin, for applications ranging from dermatology and cosmetology to health/wellness monitoring (lymphedema, transdermal water loss, edema, and psychological stress).     

Bioresorbable Wireless Sensors as Temporary Implants for In Vivo Measurements of Pressure

Pressures at targeted locations inside the human body serve as critically important diagnostic parameters for monitoring various types of serious or even potentially fatal medical conditions including intracranial, intra‐abdominal, and pulmonary hypertension, as well as compartment syndromes. Implantable commercial sensors provide satisfactory accuracy and stability in measurements of pressure, yet surgical removal is required after recovery of the patient to avoid infections and other risks associated with long‐term implantation. Sensors that dissolve in biofluids (or, equivalently, bioabsorb or bioresorb) avoid the need for such surgeries, yet current designs involve either hard‐wired connections and/or fail to provide quantitative measurements over clinically relevant lifetimes. Here, a bioresorbable, wireless pressure sensor based on passive inductor‐capacitor resonance circuits in layouts and with sets of materials that overcome these drawbacks is reported. Specifically, optimized designs offer sensitivity as high as ≈200 kHz mmHg^?1 and resolution as low as 1 mmHg. Encapsulation approaches that use membranes of Si₃N₄ and edge seals of natural wax support stable operation in vivo for up to 4 days. The bioresorbable pressure sensing technology reported here may serve as an important solution to temporary, real‐time monitoring of internal pressure for various medical conditions.     

阻抗型无线无源声表面波传感器的研究

介绍了一种新型的阻抗负载型无线无源传感器,该传感器由声表面波器件与作为负载的外接传感器构成,采用声表面波器件进行信号传输。在工作时,外接传感器阻抗值的变化使声表面波器件反射回波特性也得到改变,通过检测该回波特性的变化,实现无线无源传感。基于耦合模模型的分析方法,得出了其级联P矩阵形式。针对电阻型和电容型两种不同类型的负载,分别对传感器进行了仿真分析和实际测试。试验结果表明,当电容型传感器作为负载时,可以以相位作为探测基准。     

一种上变频自供电无线传感器电源管理电路

电线周围的电磁场能量密度低,电磁换能器采集到的能量通常无法直接驱动无线传感器正常工作.论文采用上变频技术,设计了一种自供电电源管理电路来提高能量采集效率.由于电路的输出功率与品质因数成正比,且品质因数的大小与电路谐振电容的根号值成反比,因此通过提高电路的工作频率来减小谐振电容值,可以使高品质因数的电路产生更高的输出功率,进而增加能量采集效率.实验结果表明,该电路的最大能量采集效率是传统桥式整流电路的2.1倍.当电线中通过1A、50Hz的交流电时,电源管理电路最大采集功率为780μW,能量采集效率达到48.75%.当管理电路中超级电容能量积累达到一定程度,电容放电驱动无线传感器工作.     

无线光通信调制方式研究

大气无线光通信的调制方式有多种,但缺少综合的分析。研究分析了OOK（开关键控）,PPM（脉冲位置调制）,DPIM（数字脉冲间隔调制）和DH—PIM（双头脉冲位置调制）等调制方式的符号结构,发射功率,带宽需求和误时隙率。通过分析可知DPIM和DH—PIM调制方式比较适合作为未来大气无线光通信的调制方式。为无线光通信调制方式的选取提供一定的参考依据并指出其发展趋势。     

谐振型SAW无线无源传感器的测试系统研究

采用一种低成本、高效率的电路系统实现对谐振型无线无源声表面波(SAW)传感器的测试。该电路利用直接数字频率合成(DDS)技术产生不同频率的射频信号用以激励SAW传感器。在接收端采用功率探测器检测回波信号的包络,通过包络的变化得到待测物理化学参量的变化。该测试系统产生的激励信号功率最高可达10dBm,测试时间约为0.5s,与矢网测试结果相比,其测试相对误差仅为0.002 4%。实验结果表明,该系统能够稳定、可靠地实现谐振型SAW传感器的快速检测。     

无线数据通信网建设的探讨

本文介绍了无线数据通信网的概念及其接入方式，并对江苏省无线数据通信网建设作了初步探讨，基于无线数据通信的优点和特性，其有关广泛的应用前景和巨大的市场潜力，对国民经济信息化和对外经济发展有着重要意义。     

无线移动传感器网络自适应体系结构的设计

随着无线网络技术的日益成熟及其对小型、微型移动设备的支持,无线移动传感器网络已经逐渐成为一个研究的热点。主要讨论了为无线移动传感器网络设计的一个自适应的体系结构。在该体系结构中,使用了一个区域和核心路由节点相结合的多层结构的方法来增加无线移动网络的信息传输能力、可扩充性和可靠性,并降低网络的能耗,这样就可以适应无线移动网络的高度动态性和移动性。     

无线移动传感器网络自适应体系结构的设计

随着无线网络技术的日益成熟及其对小型、微型移动设备的支持，无线移动传感器网络已经逐渐成为一个研究的热点。主要讨论了为无线移动传感器网络设计的一个自适应的体系结构。在该体系结构中，使用了一个区域和核心路由节点相结合的多层结构的方法来增加无线移动网络的信息传输能力、可扩充性和可靠性，并降低网络的能耗，这样就可以适应无线移动网络的高度动态性和移动性。