基于层次结构的无线传感器网络时间同步研究

结合变电站运维管理的工业现场特点,和无线传感器网络时间同步协议的研究,提出了汇聚节点的双向时间同步定时偏差补偿与传感节点虚拟双向同步相结合的时间同步算法。在网络部署的初期,按照模型布置网关节点和汇聚节点,汇聚节点和传感节点采用不同的时间同步方法。仿真实验表明网络收敛时间和同步精度具有良好性能。     

危化品管道非介入式声波泄漏监测传感节点设计

面向危化品输送管道的非介入式声波泄漏检测,介绍了一种基于无线传感网络的非介入式声波泄漏监测传感节点设计方法.传感节点包括传感器及信号调理模块、多节点时间同步模块、数据采集及处理模块和能量捕获模块.利用STM32F407单片机内部基于DMA方式的ADC数据采集和数据串行通信,结合GPS授时实现多节点信号同步采样和定时器校正;利用单片机内部的浮点运算单元实现小波数据压缩,与数据错时发送相结合实现无线数据可靠传输,避免多节点大数据量同时发送导致网络堵塞和数据丢包.测试结果表明:传感节点数据采集准确、通信稳定可靠,为危化品输送管道的非介入式实时泄漏监测提供了一种有效的技术手段.     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统

基于桥梁结构健康监测和无线传感器网络基本概念,设计出用于桥梁结构健康监测的无线传感器节点模型和软硬件结构体系。硬件基于Intel公司研制的Imote2平台,软件采用TinyOS操作系统。最后对基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统的优势进行了分析与总结。无线传感器网络以其覆盖范围广、测量精度高和分布式、自组织等特点解决了有线系统的一些固有缺点,还可解决结构健康监测系统鲁棒性、自身寿命以及数据泛滥等问题。     

基于移动无线传感网的电缆通道应急监测系统

为实现电缆通道通信网络缺失、故障或受攻击等应急情况下的环境信息监测需求,研发了一种基于WiFi和超宽带（ultra-wide band,UWB）通信的低成本移动无线传感网络监测系统。该系统包括监测上位机和由球形机器人移动节点组成的无线监测网络。移动节点以STM32系列单片机为主控芯片,集成摄像头模块和温湿度模块实现现场信息采集,集成WiFi通信模块采用无线自组网按需平面距离向量路由协议（ad hoc on-demand distance vector routing, AODV）构建无线传感网络实现信息传输,集成3个UWB通信模块实现移动节点的测距和队列跟随。实验结果表明,该系统能够实现电缆通道环境的稳定实时监测,移动传感队列跟随误差不超过20 cm,监测视频平均传输延时不超过150 ms。     

基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网设计

因基于蓝牙和WIFI技术的监测网方案具有通信距离短、抗干扰差的缺点,提出了一种基于LoRa和蓝牙的智慧医院监测网方案;该方案以各类蓝牙无线传感器、蓝牙模块、LoRa模块、无线传感设备、数据中继器、LoRa网关为核心,采用星型结构,建立了兼顾多种采集和监测需求的监测网。介绍了系统整体组成结构、LoRa无线传感设备和数据中继器软硬件设计,实现了医院中相关数据的采集和监测,最后测试了系统的功能和性能;测试结果表明该方案具有通信距离长、抗干扰能力强的特点。     

电力无线传感网双模接入终端的研究与设计

为了保证无线传感网与宽带无线通信网相互融合,构建面向智能电网的新一代电力物联网信息通信体系,实践智能电网的互动特性,在分析电力无线传感网与宽带无线通信网的通信连接方式的基础上,提出了终端的设计方案:按照电力无线传感网运行需求进行功能设计,利用双模来保证电力信息传输的可靠性,按照结构化、模块化思想设计终端的软、硬件部分.最后对终端的性能进行了测试,测试结果表明该方案能可靠保证网络间的融合与网络间数据的透明传输,降低网络延时.     

用于变电站运维人员定位的时间同步算法研究

在无线传感器网络(WSN)中,时间同步是测距定位的前提条件,直接影响着测距的精度。以变电站室内操作人员定位为特殊应用背景,研究具有微秒级同步精度、低功耗的时间同步方法。通过对RBS、TPSN、DMTS及FTSP等各种典型时间同步算法的比较,提出一种针对参考节点和目标节点采用不同时间同步算法,基站与目标节点采用双向通信,参考节点采用侦听方式来实现时间同步。在保证全网的高时间同步精度的同时,也大大降低了传感节点的能耗。实物测试结果表明,所提方法与经典同步方法RBS具有相同的时间同步精度,并且大幅降低了同步开销,可以满足仅携带少量有限能量传感节点的需求。     

无线传感网络多分类支持向量机设备状态识别

无线传感网络由大量传感节点组成,以自组织方式构成网络,通过协作测量获取监测对象的详细信息.基于无线传感网络的生产设备状态识别方法具有可靠性高和柔性好的特点.针对工业生产特点,建立分簇结构的能量异质性无线传感网络模型,并应用于旋转机械设备故障状态的监测识别.采用小波包分解提取故障特征,通过多分类支持向量机对设备状态进行识别.实验表明上述方法能有效地对旋转机械设备故障状态进行在线监测识别,并能适应监测环境的动态变化,是一种可靠性高、柔性好的监测识别方法.     

定向扩散路由协议在矿压监测系统中应用研究

针对煤矿中无线传感器网络监测系统应用需求,提出了1种基于改进定向扩散路由协议的无线传感器网络,设计并实现了1种TinyOS平台下的无线矿压监测系统.在系统中将无线传感网和骨干网相结合,利用传感节点实时的采集矿压信息,将采集到的数据定时上传到上位机,由上位机处理软件来进行分析和采取相应动作.实验仿真结果表明改进后的定向扩...     

基于无线通信和光通信的高压输电线路监测系统

提出一种高压输电线路监测系统方案,该系统由安装在输电线路铁塔上的无线监测节点、光通信节点以及电力特种光缆中的空闲纤芯组成。这些无线节点和光节点通过AdHoc组网方式构成具有自适应功能的基础通信网络,通过无线接力传输和光信号接力传输相结合的方式,实现监控中心与任意监测节点之间的双向信息交互。该系统可以对复杂地形条件下的长距离输电线路进行全程、逐塔的实时监测,还可以支持工作人员在输电线路延线的邻近区域内,利用专用无线终端接入监测网络,进行语音、数据、视频的双向通信,为线路检修和抢险救灾等特殊场合提供应急通信手段。