面向ZigBee的数据压缩算法研究

ZigBee是一种新兴的短距离、低速率的无线传感器网络技术,在医疗监护领域有着广阔的应用前景.基于单片机的ZigBee无线开发平台因其资源(传输带宽、能量)有限的特点,在数据处理和传输方面面临着新的挑战.针对生理信号的特点,本文提出了一种能够在多数单片机上使用的实时压缩算法--改进型自适应哈夫曼算法.实验表明,该算法可以满足对数据实时压缩的要求.     

多参数无线传感器网络监测系统设计

针对传统物理布线式的传感器数据采集监测系统布线繁琐、功耗大、结构单一、动态性能差等特点,设计了一种基于ZigBee技术、包含一个数据基站和多个多参数终端采集节点的无线传感器采集系统。采用低功耗、无线收发性能良好的CC2530作为系统节点和数据基站的主控芯片。通过Z-Stack协议栈和OSAL操作系统,实现了基于ZigBee的无线传感器网络的通信和组网。考虑到采集现场对不同信号的需求,该系统可同时采集数字信号和模拟信号。节点通过CC2530主控芯片的串行外设接口(SPI),采集数字化传感器输出信号;通过扩展AD7656实现6通道并行A/D转换,从而采集多个传感器输出的模拟信号。实测结果验证了系统的网络传输性能和动态拓扑结构,以及各终端采集节点对数字信号和模拟信号的采集性能。基于ZigBee的无线传感器网络技术优势突出,必将成为传感器信号采集行业的发展方向。     

基于ZigBee技术的无线智能安防系统的设计

为实现家庭安全无线实时监控,设计基于ZigBee技术的无线智能安防系统。ZigBee无线传感网络由CC2430收发模块R、各种探测传感器组成。传感器采集的信号经CC2430收发模块传至PXA270主控模块,主控模块依节点状况判断是否有异情后,通过GPRS和Internet方式通知用户,驱动摄像功能抓拍现场,并发出声光报警,实现家庭的消防、防盗以及远程传输监控功能。测试结果表明:系统具有警报响应快、可靠性高、易于扩展、便于推广等特点。     

ZigBee无线传感网络在机泵智能监测中的应用

为了解决当前在线诊断系统受到现场条件限制,检测点不易更改和扩充,在恶劣和危险环境难以推广等问题,提出了基于ZigBee技术的无线监测系统设计方法。对振动传感器进行设计,对振动信号的采集、处理方法进行研究,为ZigBee网络降低了数据流量。在此基础上组建ZigBee网络,用于数据的传输,并引入WiFi作为ZigBee网络与现场服务器的接入手段。实验结果表明,该系统可以有效的完成数据的采集和无线传输,并及时的检测出设备的异常状态。     

多生理参数的无线实时监护系统设计

基于ZigBee PRO无线传感网络技术,以SoC芯片CC2530为核心控制元件,采用脉搏传感器、温度传感器等传感技术,设计了一个无线实时监护系统。实现了人体的体温、脉率以及脉搏信号等生理参数的采集、实时定位等功能,采集到的数据通过ZigBee网状网络传输到监护系统终端。     

振动数据采集无线组网监测系统

针对工厂设备在工作过程中可能损坏的情况，设计了一套以STM32为主控的振动信号采集系统，并应用ZigBee无线通信模块进行数据传输，实现对设备滚动轴承的实时监测。首先通过加速度传感器获取振动数据，然后经过信号调理和A/D转换后存储，最后通过ZigBee组网无线传输的方式在数据处理终端对数据进行处理分析，实现机器故障监测功能。通过滚动轴承模拟试验台测试，该系统可以实现振动信号的采集；通过对数据以CEEMD与峭度系数分解重构后进行包络分析，提取故障特征频率。该系统可以应用于设备的异常振动监测。     

PVDF传感器和WSN的振动信号测量系统

为了满足振动传感器阵列对多点信号实时传输的要求,研制了一种基于压电薄膜(PVDF)传感器以及无线传输的振动信号测量系统。该系统包含振动信号采集模块及主控单元,前者集成了振动信号调理电路、ATmega8A微处理器以及nRF24L01无线传输模块,用于采集来自PVDF传感器的振动信号以及实现信号调理和无线传输功能;后者包括Cortex-M3微控制器、SD卡和无线接收模块,用于实现传感器数据的接收和存储。实验结果表明,本系统能够实现准确的振动信号测量以及实时、可靠的数据传输。     

基于ZigBee的矿井环境监测系统设计

针对矿井环境恶劣、干扰严重和传统信号有线传输的现状,设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井环境监测系统;系统由井下ZigBee传感器终端节点、路由器、协调器和井上监测上位机构成,其中传感器终端节点对井下瓦斯、一氧化碳、温度等信号进行采集,利用ZigBee无线组网技术将信号送给井上PC机,井上管理人员通过PC机能够随时掌握井下设备和环境的状况;与传统的信号有线传输监测方法相比,该系统低功耗、低成本、抗干扰;实验结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于ZigBee的电梯无线预警系统

介绍了一种基于ZigBee的电梯无线预警系统,包括小区电梯终端采集节点通过ZigBee网络与远程数据中心通信、传输电梯实时状态信息、数据中心处理数据、及时预警。详细介绍了电梯终端检测部分无线传感器的设计以及ZigBee无线通信网络结构。可应用于小区、学校、办公区域等多楼多电梯的实时预警。     

基于ZigBee的矿井压力智能采集装置设计

针对传统的矿井压力有线监测系统存在布线复杂、劳动强度高、监测点设置不够灵活等问题,设计了一种基于ZigBee无线传感器网络的矿井压力智能采集装置。该装置作为ZigBee无线传感器网络的节点分布于各个巷道和工作面上,各个节点采集的数据经ZigBee无线传感器网络汇聚至井下的各个基站,再通过有线网络传输至中央控制室。实际应用表明,该装置布置方便、精度高,满足掘进工作面动态延伸的变化要求。     

基于无线多传感器信息融合的火灾检测系统

传统的火灾监控系统往往采用基于单传感器的有线信息检测与传输系统,布线不方便,环境适应性和抗干扰能力较差.本文提出了一种基于ZigBee无线多传感器网络的火灾监控系统,运用包括烟雾、温度、CO气体等多传感器感知火燃烧状态,对是否发生火灾分配不同信任度函数,利用D-S证据理论融合3种传感器信息以判断火灾状态.本文详细阐述了系统工作原理、多传感器信息、D-S证据理论等关键技术,并给出了多传感器响应燃烧实验的曲线图,理论分析和实验结果表明,该无线传感器火灾监测系统能更准确地检测火情,减少误报率,提高系统的可信度.     

基于ZigBee与数传电台的矿井环境检测系统节点设计及其组网方案

针对因煤矿井下环境复杂造成无线传感器网络无法有效地远距离传输信息的问题,提出了一种基于ZigBee无线传感器网络与数传电台的矿井环境检测系统的设计方案,给出了系统总体结构,介绍了以CC2430为核心的传感器节点和网关节点的设计,阐述了适合于矿井环境的ZigBee无线传感器树形网络组网方案的实现。实际测试结果表明,该系统采用ZigBee无线传感器网络与数传电台相结合的通信方案是切实可行的,有效解决了低功耗、远距离传输、高可靠性方面的问题;对节点进行编号的组网规则使网络拓扑结构更具有针对性,提高了节点的精确定位功能,降低了井下作业的危险性。     

基于ZigBee的社区无线抄表系统设计

论文针对无线传感器网络技术在抄表系统中的应用,研究并设计了基于ZigBee的社区无线抄表系统.系统采用ZigBee构建无线传感器网络进行社区内电表数据信息的采集和传递,然后通过GPRS公网将数据传送至电表集抄中心,实现了远程查看和管控.主要介绍了无线抄表系统的结构、ZigBee网络中各类节点的硬件结构和软件流程.无线抄表系统具有布网简单易行、节约能耗、稳定性较高以及易于远程维护等优点.     

基于ZigBee无线传感器网络的脉搏信号测试系统*

提出了基于ZigBee无线网络的脉搏信号测试系统,包括脉搏传感器、信号调理、ZigBee网络节点、数据采集部分.根据人体脉搏信号属于非平稳信号的特点,提出了基于Choi-Williams分布(CWD)的脉搏信号时频分析方法.实验结果表明,本系统能够对人体的脉搏信号进行实时采集,CWD分布信号处理能很好地反映脉搏信号所包含生理病理的信息;如果同临床医学病例结合起来,将有很好的应用价值.     

基于ZigBee和AODV协议的无线体域网性能仿真

作为无线传感器网络的一个重要分支,无线体域网以其巨大的应用前景,受到学术界和产业界的广泛关注。文章依据采集人体主要生理指标的传感器节点位置,采用ZigBee无线通信协议和AODV路由协议,构建了无线体域网人体模型;并通过无线网络主流仿真软件NS2仿真了基于ZigBee的无线体域网的数据传输时延和丢包率,探究了ZigBee协议对无线体域网的适用性。     

基于ZigBee技术的人体健康监测平台

基于ZigBee技术,采用脉搏、ECG和SpO₂等微型传感器,感知人体生理信号;利用多变量自回归模型进行算法处理和数据融合,提高信号的可靠性和准确度;通过ZigBee无线网络,将信号传送到终端设备,开发一种对人体的心率、脉搏和血压进行同时、实时、随时监测系统,由此诊断人体的健康状况。实验表明,该平台性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求。     

基于ARM／GPRS／ZIGBEE水产养殖远程监控系统设计

为了满足水产养殖智能化的要求,设计了水产养殖中水质参数的远程实时监控系统,该系统由基于传感器节点,汇聚节点的水质参数无线监测网络和远程数据管理节点组成。采用以CC2430为核心的ZigBee模块传感器节点方案,构建基于ZigBee协议的无线传感网,实现水质数据采集;应用以ARM9微处理器S3 C2410开发的汇聚节点实现数据的汇聚和GPRS无线通信实现远程数据的传输。利用ZigBee技术和GPRS技术,此系统不仅满足了无线数据采集和数据传输的相关指标要求,而且有效地解决了水产养殖系统中布线困难、节点不可移动、不易维护等问题,满足了水产养殖中水质监测的需要。     

新型矿用便携式可组网烟气监测分析仪的研制

针对现有以电化学传感器为主的便携式烟气分析仪存在灵活性和普适性差,便携式光纤烟气分析仪无法实现数据远程传输和多传感器联合组网的问题,研制了一种新型矿用便携式可组网烟气监测分析仪。基于AvaSpec-2048设计了烟气监测分析电路以对烟气成分气体的体积分数进行高精度检测,采用嵌入式开发技术和ZigBee无线网络技术实现了分析仪的组网功能。测试应用结果表明,该分析仪工作稳定可靠,响应速度快,组网能力强,能很好地满足分布式多仪表联合监测的要求。     

基于ZigBee的多传感器物联网无线监测系统

针对无线传感器网络在物联网无线监测中的应用,基于ZigBee技术组建树形无线网络,以SoC芯片CC2530为核心设计模块化无线节点硬件,集成了含温湿度和振动量等的多传感器模块,基于Z-stack协议栈完成了多传感器有限状态机程序和低功耗节点程序,并改进了协议栈对链路失效的管理机制。通过大量实验获取统计数据,无线节点点对点传输速率典型值为20 kb/s,多跳传输典型值为0.3 kb/s,系统具有较强的扩展性,能够较好地满足智能家居和安防监测等物联网应用。