无线传感器网络节点

摘要： 工业自动化领域的发展离不开无线传感器网络的应用,为确保我国工业的发展,开展关于无线技术在其中的应用是十分有必要的。在对无线传感器节点设计原理分析的基础上,对无线传感器节点的组成以及各个模块的功能进行阐述,并根据工业生产需求和设计原则完成各个模块的选型设计、硬件模块的互连设计以及PCB板的结构设计,研究成果可为今后无线传感器网络的发展奠定扎实基础。

摘要： 传感器节点能量不足会导致通信信息无法传输,甚至出现网络无法连接情况,为此提出基于多跳分簇算法的传感器节点剩余能量监测方法.按照固定方式生成一个阈值,并引入密度因子,获得目前轮数全部存活节点个数和最佳簇头数;通过簇头采用多跳方式传输数据,引入全局更新及改变启发式因子,求解从簇头节点至基站能量损耗的最小路经,再计算传感器中通信传输的能量,同时忽略节点智能体从休眠到再度被激活或智能体在转换本身状态消耗的能量,完成节点剩余能量的监测.仿真结果证明,所提方法通过实时监测传感器的能量损耗,即可得出自身节点剩余的能量多少,且监测的数据精准,效果良好.

摘要： 针对传统无线传感器网络节点供电电池存在更换困难、易造成环境污染等问题,提出了一种基于风能收集的自供电无线传感器网络节点设计方案。设计了一种压电式风能收集器来收集环境中的风能,为无线传感器网络节点供电。基于并联同步开关电感电路和稳压芯片MAX1672,设计了以超级电容为储能元件的能量管理电路,解决了风能收集器无法直接给节点供电的问题。以CC2530和SHT20为核心,设计并制作了具备温湿度监测功能的无线传感器网络节点。实验表明,风能收集器的启动风速为3 m/s,最佳负载为30 kΩ,最大输出功率为220 uW,在90 s的数据发送周期下,节点能够正常工作。

摘要： 在无线传感器网络节点的开发和应用中,往往采用多类型电源供电的方式来满足不同场合的要求,因此不同供电源之间的相互保护成为一个重要问题.以提高多类型电源供电时节点的安全性为目的,通过二极管和MOS的开关特性隔离多种供电电源的相互干扰,提出了一种多类型电源供电、高安全性的电源电路,详细阐述了电源系统的设计思路与电路结构.仿真结果表明,该电源方案能有效提高无线传感器网络节点电源电路的易用性和安全性.

摘要： 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(SRCKF)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.

摘要： 无线传感器网络是基于不同的无线传输协议而构建的无线通信网络,其组网具有短距离、低成本、低功耗等特点,广泛应用于无线数据采集与控制领域.本文介绍了无线传感器网络的工作原理,并选用ZigBee无线通信技术进行系统组网设计,构建了一套基于ARM控制的无线传感器数据采集与控制系统.重点研究了无线传感器网络节点的硬件与软件设计,并把整套系统应用到实际的农作物生长环境监控场景之中,且对整个无线传感器网络节点系统进行了测试和实验数据分析,得出完整的实验结果,验证了系统的可行性.

摘要： 文章介绍了无线传感器节点定位技术的相关术语,结合常用的定位算法,主要介绍了DV-hop算法、质心定位算法和DV-distance等算法进行了介绍,不同的范围可以使用不同的算法.最后定位算法的评价标准被介绍.%This paper introduces the related terminology of wireless sensor node location technology, and introduces some commonly used algorithms such as DV-hop algorithm, centroid localization algorithm and DV-distance algorithm. Different algorithms can be used in different ranges. The final location algorithm evaluation criteria are introduced.

摘要： 针对无线传感器网络节点上射频模块在收发数据时工作在高速高频状态,采用三维电磁仿真软件HFSS对无线传感器节点上射频模块进行信号完整性分析.通过传输线理论计算并与仿真结合,在差分信号线终端端接合适的电阻,调整PCB线宽和线间距,使高速信号在传输时尽可能减小反射和串扰.仿真结果表明,调整后的差分信号接近理论分析,达到了信号完整性要求.

摘要： 针对环境和工业检测领域小型无线传感器网络节点的供电问题,提出了一种基于压电能量收集技术的自供电电源设计方案.利用压电能量收集器将机械振动能转换为电能,基于LTC3588-1电源管理芯片搭建电压变换及能量存储电路,获得可供传感器工作的直流电源.实验结果表明,设计的基于压电能量收集技术的自供电电源可为低功耗无线传感器网络节点提供电能,具有应用前景.

摘要： 采用TI公司的TPS65800电源管理芯片设计无线传感器网络节点的电源管理模块，等间隔采样电池电压信息。并通过最小二乘法，对采集到的信息进行数据处理，估计电源下一时刻电量，实现了将小于或等于电源阀值条件的节点和大于电源阀值的节点归为不同的控制对象进行控制。

摘要： 为了解决无线传感器网络节点的供电瓶颈问题,提出了一种通过新型风力发电机将风能转化为电能对无线传感器网络节点提供能源的方法.在该新型风力发电机中风扇作为发电机的一部分,将风扇和发电机一体化,减小了整个发电装置的体积.同时设计了电源管理电路.将新型风力发电机发出的交流电转换为直流电,对锂电池充电和通过电阻对锂电池的输出进行分压并提供给无线传感器网络节点.最终的分析和计算结果显示新型风力发电机和电源管理电路能够实现对无线传感器网络节点提供能源的目标.

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 本发明公开了无线传感器网络中继节点部署优化方法及无线传感器网络。其中，优化方法包括根据传感器的聚集区域来设定传感器节点部署区域，为每个传感器节点部署区域分配相应支配度；获取传感器节点部署区域的有效通信区域，将任意两个有效通信区域间的重叠区域均作为中继节点部署区域；以部署成本最低为目标，且以传感器节点部署区域相应的支配度为约束，建立整数线性规划模型，求解模型得到中继节点部署区域中所部署的中继节点数量；对支配度大于1的传感器节点部署区域，按照数据量大小将其内的传感器节点分组，且分组的数量与其支配度相等，每组传感器节点分别由不同的中继节点进行管理。本发明将部署成本降到最低，且提高了通信网络的可靠性。

摘要： 本发明涉及无线传感器网络的节点结构；本发明还涉及无线传感器网络的通讯协议。本发明针对无线传感器网络的低速率特性提供一种基于异步通信架构的高能量有效性的MAC协议，以消除同步开销及缓解冲突概率。首先，本发明利用半被动式RFID技术，发明一种新的完全适合低速率无线传感器网络的节点结构。本发明的无线传感器网络的节点结构，包括节点主板，电池和发送模块，其特征在于在节点结构中还有异步模块，该异步模块采用的是半被动式的RFID，包括天线，缓存和激活模块，该异步模块与节点主板连接基于此节点结构，本发明设计交错的唤醒机制的MAC协议，能有效地缓解冲突，很大程度上降低系统能耗。

摘要： 本发明提供一种用于无线传感器网络的网络节点。网络节点配置用于确定网络节点在由网络节点所延伸出的不同空间方向上的通信行为。网络节点包括至少一个视觉指示器，视觉指示器配置用于提供这种通信行为的视觉指示。本发明还提供一种包括这种网络节点的无线传感器网络以及用于在无线传感器网络中定位网络节点的方法。

摘要： 传感器网络系统（1000）包括多个传感器节点（1100、...），该传感器网络系统以下面这样的方式确定所述多个传感器节点中的每一个的父节点，即，形成具有将所述多个传感器节点中的相应传感器节点用作其节点的树结构的网络拓扑。此外，该传感器网络系统以下面这样的方式形成网络拓扑，即，对于所述多个传感器节点中的每一个，使该传感器节点的子节点的数目接近于通过使作为单个分组能够包含的传感器数据的最大数的最大包含数与自然数相乘所获得的值（1200）。

摘要： 本发明公开了无线传感器网络中继节点部署优化方法及无线传感器网络。其中，优化方法包括根据传感器的聚集区域来设定传感器节点部署区域，为每个传感器节点部署区域分配相应支配度；获取传感器节点部署区域的有效通信区域，将任意两个有效通信区域间的重叠区域均作为中继节点部署区域；以部署成本最低为目标，且以传感器节点部署区域相应的支配度为约束，建立整数线性规划模型，求解模型得到中继节点部署区域中所部署的中继节点数量；对支配度大于1的传感器节点部署区域，按照数据量大小将其内的传感器节点分组，且分组的数量与其支配度相等，每组传感器节点分别由不同的中继节点进行管理。本发明将部署成本降到最低，且提高了通信网络的可靠性。

摘要： 本发明提供了一种无线传感器节点及无线传感器网络节点系统，所述无线传感器节点包括依次连接的传感器、A/D转换器和主控制器；所述无线传感器节点还包括不间断电源系统，所述不间断电源系统包括锂电池和太阳能电池板；在所述太阳能电池板输出电压低于第一预设阈值时，所述锂电池为所述无线传感器节点供电；在所述太阳能电池板输出电压大于等于第一预设阈值时，所述太阳能电池板为所述无线传感器节点供电；在所述太阳能电池板输出电压大于等于第二预设阈值时，所述太阳能电池板不但为所述无线传感器节点供电，还为所述锂电池充电。本发明能够实现无线传感器节点的长时间工作。

摘要： 本发明提供了一种高精度无线传感器节点及无线传感器网络节点系统，所述无线传感器节点包括依次连接的传感器、A/D转换器和主控制器，所述无线传感器节点还包括电源系统，为所述无线传感器节点供电；所述主控制器中设置有无线收发模块；所述A/D转换器为24位的数模转换芯片；所述传感器和所述A/D转换器之间设置有低通滤波器，所述低通滤波器用于滤掉所述传感器采集的数据中的电源串扰信号；所述A/D转换器和所述主控制器之间设置有具有预设阻抗值的磁珠，所述磁珠用于将无线收发模块的电源和地与A/D转换器的电源和地进行隔离，为A/D转换器提供一个纯净的电源和地。本发明能够完成数据的高精度采集。

摘要： 本实用新型提供了一种无线传感器节点及无线传感器网络节点系统，所述无线传感器节点包括依次连接的传感器、A/D转换器和主控制器；所述无线传感器节点还包括不间断电源系统，所述不间断电源系统包括锂电池和太阳能电池板；在所述太阳能电池板输出电压低于第一预设阈值时，所述锂电池为所述无线传感器节点供电；在所述太阳能电池板输出电压大于等于第一预设阈值时，所述太阳能电池板为所述无线传感器节点供电；在所述太阳能电池板输出电压大于等于第二预设阈值时，所述太阳能电池板不但为所述无线传感器节点供电，还为所述锂电池充电。本实用新型能够实现无线传感器节点的长时间工作。

摘要： 本实用新型提供了一种高精度无线传感器节点及无线传感器网络节点系统，所述无线传感器节点包括依次连接的传感器、A/D转换器和主控制器，所述无线传感器节点还包括电源系统，为所述无线传感器节点供电；所述主控制器中设置有无线收发模块；所述A/D转换器为24位的数模转换芯片；所述传感器和所述A/D转换器之间设置有低通滤波器，所述低通滤波器用于滤掉所述传感器采集的数据中的电源串扰信号；所述A/D转换器和所述主控制器之间设置有具有预设阻抗值的磁珠，所述磁珠用于将无线收发模块的电源和地与A/D转换器的电源和地进行隔离，为A/D转换器提供一个纯净的电源和地。本实用新型能够完成数据的高精度采集。