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工艺技术简述：与传统传感器和传统测控系统相比，无线传感器网络具有明显的优势。节点具有自检功能，组网灵活性、系统性能与可靠性明显提升而成本明显缩减。项目市场前景：学校信息化建设势在必行，该系统适用于各类学校，面对知识全... 详细信息

标准号: 0701350043

工艺技术简述：与传统传感器和传统测控系统相比，无线传感器网络具有明显的优势。节点具有自检功能，组网灵活性、系统性能与可靠性明显提升而成本明显缩减。项目市场前景：学校信息化建设势在必行，该系统适用于各类学校，面对知识全球化和民族素质提高的教育要求，以及一系列的教育市场化竞争的挑战。应用范围：军事、工业过程控制、卫生保健、环境监测等领域。项目简介：无线传感器网络节点能够通过组织成实用的无线传感器网络系统，感知环境数据，如温度、湿度、光线、震动、CO<,2>和酸碱等参数的收集，并对相关数据进行传输、控制、分析、处理和管理。适用于部署安装困难，监控区域难以到达或无法长期实地监控的区域使用。其他说明：技术水平处于国内领先水平。

关键词：无线传感器网络节点学校信息化建设无线传感器网络系统

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太阳能无线传感器网络节点传输功率优化策略

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哈尔滨工业大学学报 2015年第9期47卷 36-41页

作者：刘丽萍安新升张强石高涛天津大学电气与自动化工程学院天津300072 天津大学计算机科学与技术学院天津300072

针对最大化节点能量收集时间内的数据传输量问题,考虑太阳能驱动的无线传感器网络节点的能量收集特性,在数据已经到达的假设下,设计了环境能量驱动节点的前向-后向搜索(FBS)传输功率优化策略.该策略依据节点收集能量下降段平均值的判断... 详细信息

针对最大化节点能量收集时间内的数据传输量问题,考虑太阳能驱动的无线传感器网络节点的能量收集特性,在数据已经到达的假设下,设计了环境能量驱动节点的前向-后向搜索(FBS)传输功率优化策略.该策略依据节点收集能量下降段平均值的判断,给出全局优化的各时刻节点的传输功率.最后以1990年美国洛杉矶(N33°,W118°)的光照辐射数据为依据,对算法进行了仿真分析.结果表明:前向-后向搜索传输功率优化策略在传输的数据量上优于能量即到即用(EUP)的传输方式;节点收集能量的时间越长,算法的优化效果越好.

关键词：太阳能驱动无线传感器网络节点传输功率数据传输优化策略

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无线传感器网络节点超低功耗的系统级实现方法研究

无线传感器网络节点超低功耗的系统级实现方法研究

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作者：汪立林中南大学

学位级别：硕士

有限的电源能量是影响无线传感器网络(WSN)生命周期的关键因素,减小功耗即意味着延长系统寿命。在满足系统性能要求的基础上,从系统层面来进一步减小低功耗节点功耗、实现超低功耗,从而有效延长WSN生命周期是节点技术研究的主要内容。目... 详细信息

有限的电源能量是影响无线传感器网络(WSN)生命周期的关键因素,减小功耗即意味着延长系统寿命。在满足系统性能要求的基础上,从系统层面来进一步减小低功耗节点功耗、实现超低功耗,从而有效延长WSN生命周期是节点技术研究的主要内容。目前,环境能量采集技术的研究和发展使得节点有了从环境补给电能的可能。因此,朝着以采集环境能量补给节点电能实现自供电的目标,研究WSN节点的超低功耗技术,对于WSN技术的研究具有重要意义。本文首先分析了典型WSN节点的特点以及低功耗设计的一般原则和实现方法,根据现有低功耗技术和环境能量采集技术以及对低功耗的一般观点,提出了一种具有实用性的超低功耗评判依据,以此作为检验和衡量WSN节点能耗的依据。为实现WSN节点的超低功耗,提出了适合应用设计的系统级超低功耗策略。这类系统级策略首先是对节点硬件各单元模块进行超低功耗设计,其次在软件方面通过数据处理算法优化和采用适用于节点平台的数据压缩方法,进一步降低节点软件系统的功耗,再结合软硬件系统协同设计实现动态电源管理,达到节点的超低功耗目标。参考典型节点Mica2的功耗计算方式对本文所提方案作了功耗计算,表明了实现WSN节点超低功耗方法的可行性和有效。为了降低节点通信功耗并提高节点的数据存储能力,以简单有效为原则,针对有损数据压缩和无损数据压缩分别提出了一种面向WSN节点平台的简化应用方法。实验数据表明本文针对节点设计提出的系统级超低功耗方法及应用方案有效可行,这种系统级的应用方法是对现有应用技术的深化应用和协调。本文所提出的简化压缩算法也具有一定的普遍性和实用性。

关键词：无线传感器网络节点超低功耗判据超低功耗策略数据压缩算法

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无线传感器网络节点及能量获取系统设计

无线传感器网络节点及能量获取系统设计

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作者：杨乐国防科学技术大学

学位级别：硕士

本文以无线传感器网络中能量管理为背景,为提高无线传感器网络的生存能力设计制作了能量获取系统,并结合具体的实际背景,提出一种适合于此应用的网络节点分布的拓扑结构方案。本文首先叙述了无线传感器网络节点的设计,构建出研究的基础... 详细信息

本文以无线传感器网络中能量管理为背景,为提高无线传感器网络的生存能力设计制作了能量获取系统,并结合具体的实际背景,提出一种适合于此应用的网络节点分布的拓扑结构方案。本文首先叙述了无线传感器网络节点的设计,构建出研究的基础平台。此节点采用了Atmel公司的一款无线模块作为节点的核心,载有光照、温湿度和麦克风等传感器,为以后的控制算法的研究以及在实际中的应用提供了硬件平台。之后分析了整个节点的功耗,为实际应用提供具体的参考指标。其次,本文介绍了ZigBee协议,以及基于Zig Bee协议的协议栈Bitcloud的基本运行过程以及电源管理模式,为能量管理的算法的设计奠定良好基础。再次,以节点软硬件平台为基础,介绍了基于太阳能电池的能量获取系统的设计过程。为了提高太阳能电池的输出能量,研究了用于太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)的控制电路,提出了一种基于光照条件的MPPT控制策略,并对改进后的系统进行了仿真。最后,以枪声声源定位为实际应用背景,设计了无线传感器网络的拓扑分布及分组策略。并且结合前文设计的能量获取系统,及能量管理的算法,分析了整个网络的功耗及生存的寿命。结果表明,采用了能量获取系统后,整个网络能够长时间地生存。

关键词：无线传感器网络节点能量管理 ZigBee 能量获取太阳能电池最大功率点跟踪无线传感器网络拓扑结构

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无线传感器网络节点天线研究与实现

无线传感器网络节点天线研究与实现

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作者：邱金燕国防科学技术大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是一种全新模式的无线网络,它通过大量传感器节点实时监测和采集网络分布区域内各种监测目标的信息,对这些信息进行处理,它被认为是21世纪的一项重要技术。传感器节点是组建无线传感器网络的基本单元,这些基本单元不断地... 详细信息

无线传感器网络是一种全新模式的无线网络,它通过大量传感器节点实时监测和采集网络分布区域内各种监测目标的信息,对这些信息进行处理,它被认为是21世纪的一项重要技术。传感器节点是组建无线传感器网络的基本单元,这些基本单元不断地进行着网络中各种信息的传递或通信。要实现和完善传感器节点的通信功能,就必须为传感器节点设计好的天线及其相关电路。天线用来辐射和接收电磁波信号,这是无线传感器网络的基本通信链路。在无线通信处理模块与天线之间设计馈线、巴伦和匹配电路来对天线馈电并实现平衡-不平衡转换和阻抗匹配。本文的主要工作和创新点包括: (1)阐述了传感器节点的组成结构,分析了传感器节点的特点以及这些特点对天线及其相关电路的影响,介绍和分析了传感器节点天线的研究现状; (2)阐述了评价天线性能的基本参量,分析和比较了几种类型的天线、馈线、巴伦和阻抗匹配电路,针对传感器节点的特点,选择了单极天线和折合偶极天线两种合适的天线进行设计; (3)在单极天线设计中,改进了一种基本的巴伦电路,对改进的巴伦电路进行仿真验证,对天线的辐射性能进行了大量的实验,天线和巴伦电路的性能得到了验证; (4)仿真并总结出标准印制折合偶极天线的输入阻抗与天线长度的关系,选择共面带状线(CPS)为天线馈电,根据共面带状线的特点,对标准的天线作了改进,并改进了一种基本的阻抗匹配电路,对改进的天线、馈线和阻抗匹配电路进行了仿真和验证; (5)对所选择的两种天线及其相关电路进行综合比较,总结出其优缺点。本文所做的上述工作,即对无线传感器网络节点天线及其相关电路的分析、设计和实现,其成果对于传感器节点的研发以及无线传感器网络的组建具有重要意义。

关键词：无线传感器网络节点单极天线印制折合偶极天线巴伦阻抗匹配天线性能

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无线传感器网络节点中的快速计算技术研究

无线传感器网络节点中的快速计算技术研究

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作者：李惠琼中北大学

学位级别：硕士

作为一种全新的信息获取和处理技术,无线传感器网络以其低成本、低功耗、布设方便等特点广泛应用于国防军事、工业控制、环境监测、医疗救助等许多领域,这些领域中共同要解决的问题是如何快速确定目标的位置,以及如何快速处理实时数据... 详细信息

作为一种全新的信息获取和处理技术,无线传感器网络以其低成本、低功耗、布设方便等特点广泛应用于国防军事、工业控制、环境监测、医疗救助等许多领域,这些领域中共同要解决的问题是如何快速确定目标的位置,以及如何快速处理实时数据等。因此,实现一种快速有效的方法已成为无线传感器网络节点定位中的一个热点。在现有的快速计算方法中,DSP处理器难以实现高速大规模的复杂运算。随着可编程逻辑器件和EDA技术的发展,FPGA在性能、成本、灵活性和功耗等方面的优势都突显出来,但用纯硬件语言实现某些算法又具有很大的复杂性,在嵌入式SOPC系统中,用软件语言实现数据控制、硬件语言实现算法,有效地解决了这个问题,并且能够以极快的速度实时完成信号处理。本文实现了基于FPGA的IIR滤波器和互相关算法。文章首先介绍了无线传感器网络的结构及研究快速计算的必要性;然后比较了MCU、DSP、FPGA等数字信号处理器,并进行优缺点分析,提出了基于SOPC的FPGA实现方案;从资源和速度方面讨论了基本算法加法器、乘法器;在此基础上,分析了定位算法中常用IIR滤波器及互相关算法,通过对FPGA结构的研究,在NiosⅡ中用C语言编程实现时钟和数据的控制,利用硬件描述语言实现主要算法。最后,通过数据输出对算法结果及FPGA性能进行分析。测试结果表明,本文所设计的滤波器得到了较好的滤波效果,互相关算法能够实现两路信号的相关性,算法在速度上有很大的提高,同时节约了硬件资源,体现了算法的实时性和方案的可行性。

关键词：无线传感器网络节点快速计算 IIR滤波互相关

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无线传感器网络节点动态采样策略研究

无线传感器网络节点动态采样策略研究

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作者：李腾飞安徽理工大学

学位级别：硕士

近年来,无线传感器网络技术受到了国际社会的广泛关注,随着传感器技术的日益成熟,其应用领域也越来越广。实际应用中,无线传感器网络节点通常被部署在比较复杂的环境中,其一般利用电池供电。能量有效性是无线传感器网络的关键性指标,如... 详细信息

近年来,无线传感器网络技术受到了国际社会的广泛关注,随着传感器技术的日益成熟,其应用领域也越来越广。实际应用中,无线传感器网络节点通常被部署在比较复杂的环境中,其一般利用电池供电。能量有效性是无线传感器网络的关键性指标,如何提高传感器节点的能量有效性成为了无线传感器网络中最值得研究的问题之一。无线传感器网络节点内部主要有三个耗能模块,分别是信息处理模块、传感器模块和无线通信模块。无线传感器节点的无线通信模块的能耗相对其他两个模块来说是比较多的,对于整个无线传感网络来说,节点与节点之间用于无线通信所消耗的能量占据了整个无线传感网络能耗的绝大部分。由于时间相关性和空间相关性的存在,无线传感器节点在数据采集的过程中会产生很多冗余信息,减少无线传感器网络中冗余信息的产生能够大大减少能耗,从而提高能量的利用效率,这对延长无线传感网络的使用寿命是有利的。本文提出了一种无线传感器网络节点动态采样策略DSI,将当前采样数据与历史采样数据作对比之后引入负反馈调节的方法来动态确定传感器节点的采样间隔,以较低的采样频率、数据上传频度来满足信号测量的要求,从而降低能耗提高传感器节点能量有效性。本文用动态采样策略DSI与传统周期采样策略、SOD(Send-On-Delta)采样策略做了比较,并做了仿真验证,验证了动态采样策略DSI的优越性,动态采样策略DSI显著节约了节点能耗。

关键词：无线传感器网络节点数据采集时空相关性采样策略DSI

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无人机协助下基于SR-CKF的无线传感器网络节点定位研究

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智能系统学报 2019年第3期14卷 575-581页

作者：徐魏超王冠凌陈孟元安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室

针对无线传感器网络(WSN)节点的实际应用场合大多数分布在复杂的三维地形,并且当无线传感器网络分布规模达到一定程度时,对每一个传感器节点装载 GPS模块来实现节点定位不切实际的情况,提出了一种无人机(UAV)协助下利用极大似然估计法(M... 详细信息

针对无线传感器网络(WSN)节点的实际应用场合大多数分布在复杂的三维地形,并且当无线传感器网络分布规模达到一定程度时,对每一个传感器节点装载 GPS模块来实现节点定位不切实际的情况,提出了一种无人机(UAV)协助下利用极大似然估计法(MLE)对未知节点进行初步定位,引入平方根容积卡尔曼滤波(SR-CKF)算法对未知节点进行精确定位,采用阈值选择的更新策略来减小非线性因素的影响。仿真结果表明:所提出的UAV-WSN-MLE-SRCKF协作定位方式实现了三维地形中未知传感器节点的定位估计,大量减少了装载GPS模块所带来的成本,同时也提高了定位精度和稳定性。

关键词：无人机无线传感器网络节点极大似然阀值选择协作定位平方根容积卡尔曼算法

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无线传感器网络节点任务调度与功耗管理算法研究

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传感器与微系统 2016年第2期35卷 9-11,15页

作者：田新越李翔宇清华大学微电子学研究所北京100084

针对有能量采集系统的无线传感器网络节点异质多核So C平台,从提高能量利用效率的角度,提出了一种任务调度与功耗管理算法。该算法处理实时有截止时间并有相互依赖关系的任务,任务执行在多个电压可调的处理单元上。通过对节点系统能量... 详细信息

针对有能量采集系统的无线传感器网络节点异质多核So C平台,从提高能量利用效率的角度,提出了一种任务调度与功耗管理算法。该算法处理实时有截止时间并有相互依赖关系的任务,任务执行在多个电压可调的处理单元上。通过对节点系统能量采集行为和应用情况进行分析建立了问题模型,并运用运筹学软件LINGO对模型做了求解。利用多组随机输入的任务流图对模型与算法进行了验证,该算法在功耗与时间约束范围内确实能有效提高系统的能量利用效率。

关键词：能量采集无线传感器网络节点异质多核片上系统功耗管理任务调度

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无线传感器网络节点安全防护装置

无线传感器网络节点安全防护装置

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作者：武海艳李国平宫娜娜邵开丽王缓缓 450000 河南省郑州市二七区连云路123号

本发明公开了无线传感器网络节点安全防护装置，包括上壳体和下壳体，所述上壳体的外表面和下壳体的外表面均开设有缓冲槽，缓冲槽的内壁固定连接有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端固定连接有缓冲板，缓冲板远离缓冲弹簧的一侧固定连接有缓冲... 详细信息

标准号: CN108966550A

本发明公开了无线传感器网络节点安全防护装置，包括上壳体和下壳体，所述上壳体的外表面和下壳体的外表面均开设有缓冲槽，缓冲槽的内壁固定连接有缓冲弹簧，缓冲弹簧的一端固定连接有缓冲板，缓冲板远离缓冲弹簧的一侧固定连接有缓冲杆，缓冲杆远离缓冲板的一端分别贯穿上壳体和下壳体并延伸至上壳体和下壳体的外部，缓冲杆延伸至上壳体和下壳体外部的一端固定连接有弧形防撞板，涉及无线传感器网络技术领域。该无线传感器网络节点安全防护装置，很好的实现了抵抗无线传感器节点在随机抛洒过程中与地面接触时产生的巨大冲击力，避免了部分节点在布置过程中直接失效的情况发生，从而保证了整个无线传感网络检测数据的正常无线传输。

关键词：下壳体缓冲弹簧缓冲板缓冲杆上壳体无线传感器网络节点安全防护装置缓冲槽壳体无线传感器节点无线传感器网络无线传感网络地面接触检测数据无线传输抛洒防撞板外部延伸内壁冲击力抵抗贯穿保证

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