A germplasm resources data collection and management geographic information system based heavyweight network

Recent advances in wireless sensor networks (WSNs) technologies and their incorporation with geographic information system (GIS) technologies offer vast opportunities for development and application of agriculture fields. This paper describes the design and implementation of jujube real-time monitoring and management system based on the WSN and GIS in germplasm resources fields. This system includes two parts: one is the data monitoring and collecting part based on the WSN, in which its sensor nodes can measure and collect various parameters such as air temperature, soil information, wind speed, rainfall and also some information of image and video. In addition, we discussed the communication protocol and nodes deployment method in this part. Another part is the data management system which consists of the remote monitoring subsystem and the jujube germplasm resources expert subsystem. It provides functions of jujube germplasm information storage and queries of remote monitoring data with the GIS technology. This work not only promotes the management of jujube trees, but also helps us cultivating superior varieties.     

工业自动化领域中的无线技术

通信及传感器技术的发展,加快了工业自动化前进的步伐.作为一种通信手段,无线技术具有广阔的应用前景.该文介绍了工业自动化中无线通信的优点,阐述了两种典型的无线技术Zigbee和UWB的特点及其在检测、监视、无线传感器网络等领域的应用,并对二者进行了对比.     

基于OPC UA的智能制造车间数据通信技术及应用

为实现多种设备的数据通信和统一信息管理，提出了一种基于OPC统一架构（OPC UA）的智能制造车间数据通信技术，对其通信原理和网络架构进行了讨论，提出了OPC UA与工业机器人操作系统ROS和传感器嵌入式系统等设备的整合方案，并在案例研究中详细讨论了基于Python语言的数据通信程序设计方法，开发了基于OPC UA的车间制造执行层（MES）机器人监控模块。实际应用结果表明，基于OPC UA的数据通信技术具有很高的通用性和兼容性，可有效实现智能车间设备信息的数据集成和统一管理。     

无线传感器网络多级融合的机械故障诊断方法

针对无线传感器网络(wireless sensor networks,简称WSNs)在机械故障诊断应用中大量振动信号不能实时传输的问题,提出基于无线传感器网络多级分层信息融合的机械故障诊断方法。采用簇树网络结构扩大网络监测覆盖范围,将WSNs信息融合分为数据级融合、特征级融合及决策级融合3个级别,终端节点对原始振动信息进行数据级融合以提取特征信息,簇头节点对特征信息进行特征级融合得到模式识别结果,网关节点对识别结果进行决策级融合以评估机械设备运行状态。实验表明,该方法能有效应用于机械故障诊断。     

基于ZigBee技术的无线网络灌装称重系统

在工业灌装称重或包装秤领域,一些过程称重数据要求实时存储,后台监控。而这些应用场合往往是在带有危险性的防爆场所,为此开发出一种基于ZigBee技术的无线网络称重系统。本文介绍了本无线灌装称重系统的原理、构成。并阐述了ZigBee技术的原理、特点及工业应用的技术优势。并提供了应用案例。实践证明,该系统具有安装简单,无需布管穿线,安全可靠,数据传输迅速准确、运行稳定等优点。     

温室环境监控无线传感器系统的设计

该文设计的无线温室监控系统运用了传感器技术、计算机技术和通信技术,实现了对温室环境因子的测量与控制。该系统以PIC单片机为无线传感器节点核心,以高性能的传感器、检测电路以及数据传输的可靠性设计,实现了传感器节点和PC机的无线通信。实际运行情况表明,该系统实用性好、可靠性高,具有良好的应用前景。     

适用于输电线路监测的自供电无线在线监测系统

高空输电线路的实时在线监测对于电网安全可靠运行非常重要,然而输电线路在线监测系统的传统电源供给方式如感应取电、太阳能等方式,难以满足实际应用场景的需求。提出一种基于电磁-压电-摩擦纳米发电机的混合式自供电能量收集方法,将输电线路振动能转换为电能为在线监测系统供电,同时采集输电线路温度、弧垂、微风振动信息,无线发送至终端服务器,实现对电网线路的实时监控预警。系统包括复合能量收集器、电源管理模块、传感监测模块、无线通信模块、数据分析与处理模块等,实现低功耗自供电感知、无线数据收发、电磁屏蔽、数据分析与展示及实时监控预警等多项功能。系统收集环境振动能实现自供电传感,结合无线传输互联网技术形成的无线输电线监测网络实时性强、监测效率高,对提高国家电力系统的稳定性和可靠性具有非常重要的意义。     

一种时间约束的多机器人WSNs节能数据收集方法

为了在不同数据收集时间约束下最小化无线传感器网络(WSNs)的能量消耗,提出了一种时间约束的多机器人WSNs数据收集方法。首先,给出网络模型假设,并在此基础上,利用最优化理论,构建时间约束的多机器人WSNs数据收集模型;然后,基于图论和分簇技术,设计一种基于最优子路由树的多机器人WSNs数据收集算法;最后,通过与现有方法进行对比实验,实验结果表明,所提出的方法能够在满足应用时间约束的同时,有效地降低WSNs的能量消耗,延长网络生命周期。     

基于移动机器人的无线传感器网络高效广播策略

广播是无线传感器网络一项重要的操作,而网络中节点能量通常受限且通信链路不稳定。针对低占空比传感器网络中引入机器人作为可移动汇点的场景,设计了考虑延迟和能耗的高效广播策略。首先采用最小覆盖圆算法,寻找最优广播位置。然后提出了一种延迟约束的高能效广播树算法（DCEBT）。DCEBT在构造广播树时,使用新的量度来充分利用无线广播特性减小能耗,同时基于地理位置对节点进行延迟约束。结果表明,利用机器人的移动性优化广播位置可改善广播性能。而和目前常用的方法相比,DCEBT在保持延迟性能相当的条件下,能大幅提高能量效率。     

基于无线传感网络机械工况实时监控系统研究

本文针对大型自动化机械设备集中生产过程中,各机器实时工作状况管理人员无法实时获得的问题,提出了一种对工厂自动化生产机械工况的实时化监控网络的解决方案。基于需要检测的主轴扭矩、主轴电机温度、加工刀具磨损状况等参数,采用ZigBee通讯的无线传感器网络,设计了一个自动化生产机械监控系统,系统包括温度、扭矩等传感器测量模块、ZigBee数据无线传输模块、c8051单片机数据处理模块及上位机数据显示模块等部分。同时在自主设计的实验平台上进行相关工况条件下的模拟实验,经测试,监控网络可实现4节点12参数可实时图形化准确显示,满足设计要求。     

基于智能传感网和模糊PID的水产养殖监控系统

鉴于目前国内水产养殖现代化监控系统的实际应用需求,提出一种基于CC2430和模糊PID控制策略的水产养殖环境监控系统。该系统采用CC2430为核心开发无线传感器节点,通过带有高精度温湿度传感器的数据采集终端采集环境数据,完成养殖环境中的溶解氧、温度、pH值等参数实时监测,各节点间通信遵循ZigBee协议,采用ZigBee技术实现无线传感器网络自组网和监控数据自动汇聚,应用模糊PID控制算法对偏差进行处理,实现参数的精确调节,采用嵌入式数据库管理模式实现终端节点和数据管理及预警等功能。试验结果表明该系统的实用性和高效性,解决了养殖池内的复杂布线问题,适于环境参数的自动监测,可推广应用。     

Sensory Data Prediction Using Spatiotemporal Correlation and LSTM Recurrent Neural Network

The Wireless Sensor Networks(WSNs)are widely utilized in various industrial and environmental monitoring applications.The process of data gathering within the W...     

机械振动WSNs最小二乘发射功率自适应控制方法

机械振动无线传感器节点为了保证数据传输的可靠性采用最大发射功率,导致部分传感器节点传输能耗浪费。针对此问题,提出了一种无线传感器节点最小二乘发射功率自适应控制方法。首先,传感器节点在机械振动监测中进行簇内通信获得发射功率与链路质量的离散关系;其次,采用最小二乘法对离散数据进行线性拟合,建立数据可靠、节能传输的最小二乘发射功率自适应数学模型;最后,结合链路质量指示阈值计算出节点间数据传输的最优发射功率。对比实验结果表明,采用最小二乘发射功率自适应控制方法能有效降低机械振动无线传感器节点的传输功耗。     

冗余策略下的机械振动 WSN 高效可靠传输方法

针对大量机械振动无线传感器网络数据的传输过程中高延时和可靠性的问题,提出了冗余策略下的机械振动无线传感器网络高效可靠传输方法。首先分析对比了基于IEEE 802.15.4协议支持的ACK和Non-ACK的传输机制下的时间消耗,取消传输ACK应答帧带来的时间延时,保证大量机械振动数据的高效传输;然后提出了一种冗余策略下的数据可靠传输方法,采用部分冗余矩阵进行数据编码将机械振动原始数据在丢包率下进行数据扩展;最后,数据中心将收到的数据解码即可得到原始数据。实验结果表明,所提方法数据量经冗余编码后增加25%后,每轮传输延时可减少约3 s,传输能量消耗可降低约555 mJ,并能保证数据完整性。     

Design and implementation of an Internet based effective controlling and monitoring system with wireless fieldbus communications technologies for process automation--an experimental study

The network requirements of control systems in industrial applications increase day by day. The Internet based control system and various fieldbus systems have been designed in order to meet these requirements. This paper describes an Internet based control system with wireless fieldbus communication designed for distributed processes. The system was implemented as an experimental setup in a laboratory. In industrial facilities, the process control layer and the distance connection of the distributed control devices in the lowest levels of the industrial production environment are provided with fieldbus networks. In this paper, the Internet based control system that will be able to meet the system requirements with a new-generation communication structure, which is called wired/wireless hybrid system, has been designed on field level and carried out to cover all sectors of distributed automation, from process control, to distributed input/output (I/O). The system has been accomplished by hardware structure with a programmable logic controller (PLC), a communication processor (CP) module, two industrial wireless modules and a distributed I/O module, Motor Protection Package (MPP) and software structure with WinCC flexible program used for the screen of Scada (Supervisory Control And Data Acquisition), SIMATIC MANAGER package program ("STEP7") used for the hardware and network configuration and also for downloading control program to PLC.     

基于WSN的粮库环境监测系统

针对粮库管理中环境监测数据准确性低,实时性差以及人力资源浪费的现状,综合运用无线通信技术和传感器技术,文中提出了一种基于WSN的粮库环境监测系统。采用AM2301数字温湿度传感器准确地采集粮库中各节点的温湿度,通过CC2530组建ZigBee无线传感器网络平台,实现数据的安全传输,并利用ZSensorMonitor实时观测粮库环境信息。该系统降低了粮库的管理成本,保障了粮食的安全,提高了管理的自动化程度。     

虚拟力导向差分算法的异构移动传感网络覆盖策略

根据目标进化算法思想,结合虚拟力算法和差分算法,提出一种解决异构移动无线传感网络覆盖的虚拟力导向差分优化算法.该算法以网络的有效覆盖率为优化目标,通过异构节点间的虚拟力影响差分算法的位置向量更新过程,指导种群进化,提高算法收敛速度.仿真结果表明,虚拟力导向差分优化算法能高效地实现异构移动无线传感节点布局优化.与差分算法和虚拟力算法相比,虚拟力导向差分优化算法不仅网络有效覆盖率高,且收敛快,用时少.     

Application of ORFPM system for lean implementation: an industrial case study

This paper presents an on-line radio frequency identification (RFID)-based facility performance monitoring (ORFPM) system. This system supports the implementation of Lean production in a small manufacturing facility. This system uses wireless monitoring via RFID to automatically generate a real-time value stream map (VSM) using computer-aided programming. Creating the VSM automatically saves time, reduces errors, and makes the VSM more visible to supervisors at any time. This up-to-date information allows supervisors to make more accurate, real-time shop floor decisions. The results of this study indicate that the ORFPM system can successfully track performance variations when production has low time consumption requirements and is labor intensive. Several Lean improvement suggestions are also proposed based on the collected data from the ORFPM system.     

基于快速SVDD的无线传感器网络Outlier检测

Outlier是基于无线传感器网络的数据收集应用中常见的数据故障类型,严重影响数据质量.本文提出一种基于快速SVDD的无线传感器网络Outlier检测方法,其基本思想是:首先利用快速SVDD算法获得包含正常样本的最小球形边界,然后通过该边界判断未知样本的类别,本法采用训练集约减策略和基于二阶逼近的SMO算法来加速SVDD的训练.基于合成数据和真实数据的仿真实验表明,该方法在确保分类精度的同时,运行速度快,内存开销小,适用于资源有限的无线传感器网络.