无线传感器网络技术论文
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无线传感器在网络中的应用设计论文1引言无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,简称WSNs)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信形成一个多跳自组织网络系统,能够实时监测、感知和采集网络分布区域内监视对象的各种信息,并加以处理,完成数据采集和监测任务。
WSNs综合了传感器、嵌入式计算、无线通讯、分布式信息处理等技术,具有快速构建、自配置、自调整拓扑、多跳路由、高密度、节点数可变、无统一地址、无线通信等特点,特别适用于大范围、偏远距离、危险环境等条件下的实时信息监测,可以广泛应用于军事、交通、环境监测和预报、卫生保健、空间探索等各个领域。
2节点的总体设计和器件选型2.1节点的总体设计WSNs微型节点应用数量比较大,更换和维护比较困难,要求其节点成本低廉和工作时间尽可能长;功能上要求WSNs中不应该存在专门的路由器节点,每个节点既是终端节点,又是路由器节点。
节点间采用移动自组织网络联系起来,并采用多跳的路由机制进行通信。
因此,在单个节点上,一方面硬件必须低能耗,采用无线传输方式;另一方面软件必须支持多跳的路由协议。
基于这些基本思想,设计了以高档8位AVR单片机ATmega128L为核心,结合外围传感器和2.4 GHz无线收发模块CC2420的WSNs微型节点。
这两款器件的体积非常小,加上外围电路,其整体体积也很小,非常适合用作WSNs节点的元件。
图1给出WSNs微型节点结构。
它由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成。
数据采集单元负责监测区域内信息的采集和数据转换,设计中包括了可燃性气体传感器和湿度传感器;数据处理单元负责控制整个节点的处理操作、路由协议、同步定位、功耗管理、任务管理等;数据传输单元负责与其他节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源管理单元选通所用到的传感器,节点电源由几节AA电池组成,实际工业应用中采用微型纽扣电池,以进一步减小体积。
摘要无线传感器网络是集成了传感器技术、微电子技术、无线通信技术而形成的全新的信息获取和处理技术,能够协作地实时感知、采集和处理网络覆盖区域内被监测对象的信息。
无线传感器网络在军事、医疗、工业、环境监测等方面都有着巨大的应用价值,已成为计算机科学领域的一个活跃的研究分支。
目前虽然已经取得了一定的研究成果,但是在一些关键技术上,仍然存在着许多问题需要解决。
本文针对如何在无线传感器网络中应用数据融合技术节省网络能量进行研究。
本文介绍了应用在无线传感器网络中的数据融合技术的概念、特点和研究现状。
并由浅入深的讨论了,在基于事件驱动的网络环境下,应用数据融合技术的方法。
针对由单一事件驱动的网络环境,本文提出了一种求图中心点的分布式算法,并以此为基础,提出了基于事件驱动的中心点融合算法。
详细介绍了寻找中心点和建立融合树的过程,分析了网络密度和事件相对汇聚节点位置对节能效果的影响。
与最短路路由算法进行比较,从数学推导和程序仿真两方面验证中心点融合算法的有效性。
针对多个互斥事件同时驱动的情况,本文引入群组意识网络结构的概念,改进中心点融合算法中建立融合树部分的算法。
并利用弱势父节点和强势父节点的概念为子节点选择更“优”的父亲节点,达到节省网络能量的目的。
关键词:无线传感器网络;数据融合;事件驱动AbstractThe wireless sensor network, which is integration of sensor techniques, MEMS techniques and wireless communication techniques, is an innovative technique of information acquisition and processing. It can sense, collect and process information of monitored object in the covered place. Due to its wide application in military, medical, industrial and environment monitoring, it has already become one of the active research branches of computer science. A few achievements have been acquired, but on some key techniques, there are also a lot of problems in need of resolution. This paper makes research on how to use aggregation technique to save energy in wireless sensor network.This paper introduces the conception, characteristic and actual research of aggregation in WSN. And discuss the method of how to use aggregation technique based on the event driven networks step by step.In allusion to the single event driven networks, this paper researches on aggregation strategy in wireless sensor networks, propose a distributed method for finding, the center of a graph and propose a center aggregation algorithm that based on this distributed method. It introduces the process of finding center and building aggregation tree, analyzes the impact of network density and the relatively distance between the event and the sink on energy saving. Compared with the shortest path algorithm, prove the validity of the center aggregation from both mathematics consequence and program emulator.In allusion to the condition that some mutually exclusive events driven at same time, this paper introduce the conception of Group-Aware Network Configuration to improve the algorithm of Building Aggregation Tree, which in the center aggregation algorithm. And try to utilize the concept of weak father-node and strong father-node to switch a "better" parent, for saving, energy.Keywords: Wireless Sensor Network; data aggregation; event driven目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究目的及意义 (2)1.3 国内外无线传感器网络的研究现状 (3)1.4 论文的研究内容及组织结构 (6)1.4.1 论文的研究内容 (6)1.4.2 论文的组织结构 (7)2 无线传感器网络概述 (8)2.1 无线网络技术的分类 (8)2.2 无线传感器网络系统概述 (9)2.3 无线传感器网络体系结构 (10)2. 3.1 通信结构 (10)2.3.2 节点结构 (11)2.4 无线传感器网络的特点 (11)2.5 无线传感器网络的性能评价 (13)2.6 无线传感器网络的应用领域 (14)2.7 无线传感器网络面临的挑战 (16)2.8 本章小结 (16)3 无线传感器网络数据融合技术 (17)3.1 无线传感器网络中的数据融合 (17)3.1.1 无线传感器网络中数据融合的定义 (17)3.1.2 无线传感器网络中数据融合的特点 (18)3.2 无线传感器网络中数据融合的作用 (18)3.2.1 降低网络能耗 (19)3.2.2 获得更准确的信息 (20)3.2.3 提高数据收集效率 (20)3.3 数据融合技术的分类 (21)3.3.1 根据数据信息量的变化划分 (21)3.3.2 根据实现数据融合的协议层次划分 (21)3.3.3 根据融合操作的级别划分 (22)3.3.4 根据处理融合信息的方法 (23)3.3.5 根据融合处理的数据种类 (23)3.4 数据融合技术的主要方法 (23)3.4.1 应用层的数据融合 (23)3.4.2 网络层的数据融合 (25)3.5 数据融合技术在网络中的其他影响 (30)3.6 本章小结 (31)4 基于事件驱动的中心点融合算法 (33)4.1 无线传感器网络中现有的几种数据融合算法 (33)4.1.1 基于查询路由的融合算法 (33)4.1.2 基于层次结构的融合算法 (34)4.1.3 基于链式结构的融合算法 (34)4.2 基于事件驱动的中心点融合算法 (35)4.2.1 事件驱动相关介绍 (35)4.2.2 算法思想 (36)4.2.3 算法描述 (38)4.2.4 算法分析 (44)4.3 本章小结 (46)5 总结与展望 (47)5.1 全文总结 (47)5.2 研究展望 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1 绪论1.1 课题背景随着计算机技术和通信网络技术的迅速发展和应用,普适计算在经济、军事和生活等领域具有越来越重要的应用价值,日益引起了人们的广泛关注。
物联网智能传感技术[物联网传感知识技术论文]物联网传感技术论文篇一:《无线传感器网络和物联网》摘要:互联网的产生,极大地改变了人们生活。
随着科学技术的发展以及生活的需要,人们除了利用有线网络以外,还可以充分利用无线网络做到物物相连。
由此催生无线传感器网络和物联网。
在当前无线传感器网络和物联网兴起的形势下,作为其基础依托的互联网处于什么地位,对其发展有什么作用呢本文通过分析介绍了无线传感器网和物联网的构成和发展现状,由此探讨了网络在这两网所处的地位和作用。
关键词:传感器;物联网;无线传感器网络1.引言无线传感器网络和物联网是比较新的技术领域,而且受到全社会的普遍关注。
近年来,世界上某些发达国家加大投入,研究开发这方面的应用,积极攻克在标准上、技术和应用上的尖端技术。
我国也把这项技术发展列入国家中长期科技发展规划,以致当前的无线网络得以飞速发展。
在实现无线传感器网和物联网产业化发展过程中,应该认清形势,积极创造条件,加快发展和应用该项技术。
2.无线传感网与物联网的构成2.1无线传感器网络的构成无线传感器网络(WireleSenorNetwork)是由大量传感器节点通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织网络系统。
它能够实现数据的采集、量化、处理、融合和传输。
它综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络和无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术,能够协同的实时监测、感知和采集网络覆盖区域中的各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理。
无线传感器网络是由传感器网络节点构成的。
应用和监测物理信号的不同决定了传感器的类型,另外节点的功能和组成也不尽相同。
无线传感器网络节点的基本组成和功能包括如下几个单元:传感单元(由各种不同类型的传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(由嵌入式系统构成,包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)、以及电源部分。
也可以选择其它功能单元如定位系统、移动系统等。
无线传感器网络在环境监测系统中的应用【摘要】本文介绍了在环境监测系统中应用无线传感器网络技术的几点优势,分析了基于无线传感器网络技术的环境监测系统的体系结构,给出了三个典型应用领域中该系统的创新性构建方案,并对该类系统中的几种关键技术进行了研究,最后对无线传感器网络技术的应用前景进行了展望。
【关键词】无线传感器网络 zigbee ieee 802.15.4 能源管理数据融合近年来,随着无线传感器网络技术的迅猛发展,以及人们对于环境保护和环境监督提出的更高要求,越来越多的企业和机构都致力于在环境监测系统中应用无线传感器网络技术的研究。
通过在监测区域内布署大量的廉价微型传感器节点,经由无线通信方式形成一个多跳的网络系统,从而实现网络覆盖区域内感知对象的信息的采集量化、处理融合和传输应用。
无线传感器网络技术是应用性非常强的技术,它在当前我国环境监测系统中的应用潜力是巨大的。
一、无线传感器网络和zigbee无线传感器网络(wireless sensor network,wsn)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器结点通过无线通信技术自组织构成的网络系统。
人们可以通过传感器网络直接感知客观世界,在工业自动化领域,利用无线传感器网络技术实现远程检测、控制,从而极大地扩展现有网络的功能。
传感器网络、塑料电子学和仿生人体器官又被称为全球未来的三大高科技产业。
zigbee是一种新兴的短距离、低功耗、低数据速率、低成本、低复杂度的无线网络技术。
二、ieee 802.15.4/zigbee协议1、ieee 802.15.4标准ieee标准化协会针对无线传感器网络需要低功耗短距离的无线通信技术为低速无线个人区域网络(lr—wpan)制定了ieee 802.15.4标准。
该标准把低能量消耗、低速率传输、低成本作为重点目标,旨在为个人或者家庭范围内不同设备之间低速互连提供统一标准。
同时zigbee联盟也开始推出与之相配套的网络层及应用层的协议,目的是为了给传感器网络和控制系统推出一个标准的解决方案。
本科生毕业论文(设计)题目:基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计目录摘要: (IV)ABSTRACT (V)第一章绪论 (1)1.1 课题背景概述 (1)1.2 WSN简介 (2)1.2.1 WSN体系结构 (2)1.2.2 WSN的协议栈结构 (4)1.2.3 WSN特点及其关键问题 (6)1.2 几种常用的无线通信技术 (7)1.3.1 蓝牙技术 (7)1.3.2 红外技术 (7)1.3.3 ZigBee技术 (8)1.3.4 Wi-Fi技术 (8)1.3.5 RFID技术 (8)1.3.6 HomeRF技术 (9)1.3.7 UWB技术 (9)1.3.8 几种无线通信技术对比 (9)1.4 本文结构组织 (10)1.5 本章小结 (11)第二章 ZigBee/IEEE802.15.4技术标准 (12)2.1 ZigBee/IEEE802.15.4技术概述 (12)2.2 ZigBee技术特点 (12)2.3 ZigBee技术的体系结构 (13)2.4 ZigBee技术的网络配置 (15)2.4.1 两种功能设备 (15)2.4.2 三种节点类型 (15)2.4.3 三种拓扑结构 (16)2.4.4 两种工作模式 (17)2.5 ZigBee组网 (17)2.5.1 基本通信原语 (17)2.5.2 ZigBee网络的组网 (18)2.5.2.1 网络管理服务 (18)2.5.2.2 数据传输服务 (20)2.6 ZigBee 路由 (21)2.6.1路由协议 (21)2.6.2 路由过程 (22)2.7本章小结 (23)第三章基于ZigBee的无线传感器网络的硬件设计 (24)3.1 ZigBee的几种实现方案 (25)3.2 CC2430芯片介绍 (26)3.2.1 CC2430芯片概述 (26)3.2.2 CC2430引脚功能介绍 (29)3.2.3 CC2430的增强型8051内核 (31)3.2.4 CC2430的射频部分 (32)3.2.5 CC2430的其它外围设备 (34)3.2.5.1 直接存取(DMA)控制器 (34)3.2.5.2 MAC定时器 (35)3.2.5.3 模数转换器(ADC) (35)3.2.5.4 温度传感器 (36)3.3 节点的控制和显示电路 (36)3.3.1 控制电路 (37)3.3.2 状态显示电路 (38)3.4 节点的接口电路 (39)3.4.1 USART接口(串行通信接口) (40)3.4.2 JTAG接口 (40)3.5 节点实图 (41)3.6 本章小结 (41)第四章基于ZigBee2006协议栈的无线传感器网络的软件设计 (43)4.1 Z-Stack (43)4.1.1 Z-Stack软件架构 (43)4.1.1.1 系统初始化 (44)4.1.1.2 操作系统的执行 (44)4.1.2 Z-Stack项目中的文件目录 (49)4.2 Z-Stack开发软件 (51)4.2.1 IAR EW8051集成开发环境 (51)4.2.2 ZigBee2006协议栈 (52)4.2.3 SmartRF Flash Programmer软件 (54)4.2.4 ZigBee协议分析仪软件Packet Sniffer (55)4.3 Z-Stack开发的一些基本概念 (55)4.4 实验测试 (60)4.4.1 开关灯控制实验 (60)4.4.1.1 功能描述 (60)4.4.1.2 实验程序 (61)4.4.1.3 实验操作及其结果 (65)4.4.2 温度传输实验 (66)4.4.2.1 功能描述 (66)4.4.2.2 实验程序 (67)4.4.2.3 实验操作及其结果 (73)4.5 本章小结 (76)第五章总结与展望 (77)5.1 无线传感器网络的应用设想 (77)5.2 总结与展望 (78)5.2.1 本文总结 (78)5.2.2 展望 (78)参考文献 (79)附录 (80)致谢 (89)基于ZigBee技术的无线传感器网络的研究与设计作者:闫彦含指导老师:何自立摘要:无线传感器网络是涉及多学科、知识高度集中、在当今国际上备受关注的前沿热点和研究领域。
网络安全论文2700字篇一传感器网络在未来互联网中发挥着非常重要的作用。
因为物理方面极易被捕获与应用无线通信,及受到能源、计算以及内存等因素的限制,所以传感器互联网安全性能极为重要。
对无线传感器网络进行部署,其规模必须在不同安全举措中认真判断与均衡。
网络;无线传感器;安全;研究当前互联网中,无线传感器网络组成形式主要为大量廉价、精密的节点组成的一种自组织网络系统,这种网络的主要功能是对被检测区域内的参数进行监测和感知,并感知所在环境内的温度、湿度以及红外线等信息,在此基础上利用无线传输功能将信息发送给检测人员实施信息检测,完整对整个区域内的检测。
很多类似微型传感器共同构成无线传感器网络。
由于无线传感器网络节点具有无线通信能力与微处理能力,所以无线传感器的应用前景极为广阔,具体表现在环境监测、军事监测、智能建筑以及医疗等领域。
1、无线传感器网络安全问题分析彻底、有效解决网络中所存在的节点认证、完整性、可用性等问题,此为无线传感器网络安全的一个关键目标,基于无线传感器网络特性,对其安全目标予以早期实现,往往不同于普通网络,在对不同安全技术进行研究与移植过程中,应重视一下约束条件:①功能限制。
部署节点结束后,通常不容易替换和充电。
在这种情况下,低能耗就成为无线传感器自身安全算法设计的关键因素之一②相对有限的运行空间、存储以及计算能力。
从根本上说,传感器节点用于运行、存储代码进空间极为有限,其cpu运算功能也无法和普通计算机相比[1];③通信缺乏可靠性。
基于无线信道通信存在不稳定特性。
而且与节点也存在通信冲突的情况,所以在对安全算法进行设计过程中一定要对容错问题予以选择,对节点通信进行合理协调;2、攻击方法与防御手段传感器网络在未来互联网中发挥着非常重要的作用。
因为物理方面极易被捕获与应用无线通信,及受到能源、计算以及内存等因素的限制,所以传感器互联网安全性能极为重要。
对无线传感器网络进行部署,其规模必须在不同安全举措中认真判断与均衡。
无线传感器网络通信协议的分析中图分类号:tn711 文献标识码:a 文章编号:【摘要】微机电系统、处理器、无线通信及存储技术的进步促进了无线传感器网络的飞速发展,使得无线传感器网络成为一种全新的信息获取和处理技术。
在对其网络特点进行分析的基础上,介绍了无线传感器网络的通信体系、中间件和应用系统三大层次的概念和特点, 并概述了无线传感器网络及其媒介访问控制协议、路由协议、传输层协议等通信体系的热点问题研究现状及展望。
关键词:无线传感器网络;体系结构;通信体系;mac协议;路由协议;传输层协议无线传感器网络是由大量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式网络系统, 是能根据环境自主完成指定任务的“智能”系统, 是一项涉及多门前沿学科发展的综合性技术。
mems 将多种传感器集成为一体, 制造小型化、低成本、多功能的传感器节点; 大量的mems 传感器节点只有通过低功耗的无线通信技术联成网络才能够发挥其整体和综合作用; 具有群体智能的自主自治系统的行为实现和控制是自动控制和人工智能领域的前沿研究内容。
1、体系结构无线传感器网络与移动专用网络( mobile adho c netw ork, manet ) 相比, 具有节点数量多、分布密集, 通信采用广播方式, 拓扑结构变化频繁, 能量、计算和存储能力有限, 没有统一的标识等特点。
这对无线传感器网络在设计上提出了新的要求和挑战, 即资源受限、可扩展性、容错性、自组织、实时性和安全性等。
其中, 资源受限, 尤其是能量有限是无线传感器网络的一个重要特征。
由于传感器节点多采用电池供电, 而且一旦部署就无人值守, 更换电池成本过大, 在设计无线传感器网络时,必须尽可能采用低功耗的器件、节能的协议算法和管理策略, 以便减少传感器节点的能耗, 延长整个网络的寿命。
组网与通信是通信体系的主要功能, 这一层包括开放系统互联osi 七层模型中的物理层, 数据链路层, 网络层和传输层。
zigbee毕业设计(论文)1000字
本篇毕业设计论文将介绍和探讨基于 Zigbee 技术的无线传感器网
络的设计和实现。
该论文主要包含以下几个方面的内容:
1. 绪论
首先,本文将简述 IoT 技术的发展和 Zigbee 技术的基本原理,并阐述 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用及其优点。
2. 系统设计
本文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感器网络系统的设计和
实现。
该系统分为硬件和软件两个部分。
硬件部分包含传感器节点、通信模块和基站节点,软件部分包括节点程序和基站程序。
3. 实验设计
通过实验,本文将验证 Zigbee 技术在无线传感器网络中的可靠性
和性能。
实验将分为两个部分:传感器节点的测试以及基站节点的
测试。
传感器节点测试中将分别测试传感器节点的数据采集、数据
传输和能耗等方面的性能;基站节点测试将测试基站节点对数据的
处理和转发能力。
4. 实验结果与分析
通过实验,本文将分析和总结 Zigbee 技术在无线传感器网络中的
性能和优点,并对实验结果进行解读。
5. 结论与展望
最后,本文将对实验结果进行总结和归纳,并对 IoT 技术发展和Zigbee 技术的应用前景进行展望。
总之,本篇毕业设计论文将详细介绍基于 Zigbee 技术的无线传感
器网络系统的设计和实现,并通过实验来验证其可靠性和性能,以
了解 Zigbee 技术在无线传感器网络中的应用和优点。
同时,将对Zigbee 技术的应用前景进行探讨。
工程测量技术专业毕业设计论文:基于无线传感器网络的路面质量监测技术研究面质量监测技术研究摘要随着交通量的不断增加,路面质量监测变得越来越重要。
传统的路面质量监测方法通常需要大量的人力和物力,且难以实现实时监测。
因此,本研究旨在探索基于无线传感器网络的路面质量监测技术,以提高监测效率和准确性。
研究背景路面质量是衡量道路性能的重要指标之一。
传统的路面质量监测方法通常依赖于人工巡查和定点监测,这些方法不仅效率低下,而且容易受到环境等因素的影响。
随着无线传感器网络的兴起,越来越多的研究者开始探索将其应用于路面质量监测领域。
研究意义基于无线传感器网络的路面质量监测技术具有以下意义:1. 提高监测效率和准确性,减少人力和物力的投入;2. 实时监测路面质量,及时发现和修复质量问题;3. 为道路养护决策提供科学依据,延长道路使用寿命。
研究目的本研究旨在探索基于无线传感器网络的路面质量监测技术,实现以下目标:1. 设计并构建一个基于无线传感器网络的路面质量监测系统;2. 探索适合于路面质量监测的无线传感器网络结构和协议;3. 研究如何提取和分析路面质量数据,实现路面状态的准确评估。
研究方法本研究采用以下方法:1. 文献回顾:梳理和评价国内外相关研究,明确研究问题和假设;2. 系统设计:根据研究目标,设计基于无线传感器网络的路面质量监测系统;3. 实验验证:通过实验验证系统的可行性和有效性,收集和分析路面质量数据。
实验流程与关键技术实验流程如下:1. 选取实验路段,布置无线传感器网络节点;2. 进行路面质量监测实验,收集原始数据;3. 对原始数据进行预处理,提取关键指标;4. 分析路面质量数据,评估路面状态。
关键技术包括:1. 无线传感器网络设计和优化;2. 路面状态检测技术;3. 数据传输和处理技术。
未来发展方向基于无线传感器网络的路面质量监测技术具有广阔的应用前景。
未来可从以下几个方面进行优化和发展:1. 提高监测系统的实时性和稳定性,以满足更复杂和多样化的应用需求;2. 研究更先进的路面状态检测技术,提高路面质量评估的准确性和精细化程度;3. 结合人工智能和大数据分析技术,对路面质量数据进行深度挖掘和分析,为道路养护决策提供更科学和可靠的依据;4. 探索跨领域的应用,例如将该技术应用于桥梁、隧道等其他土木工程结构的健康监测。
无线传感器网络作为一项新兴的信息采集技术正日趋成熟,随着硬件成本的进一步降低,其巨大的应用前景正逐渐体现。
介绍了现场总线湿度测量系统、数字式湿度测量系统和短距离无线多点湿度测量系统三种系统,并对比系统之间的优缺点。
本文采用低电压、低功耗的湿度传感器设计一种湿度信息采集的无线传感器网络节点。
将湿度传感模块和数据发送模块都放在一个单片机上,这样可以节省系统开发维护成本。
设计节点和组网的时候,节点只负责短距离传输数据,通过多跳的方式,将数据发送到基站上。
这样设计可以节省节点能源消耗,增加大规模数据传输距离,提升系统的应用范围。
基于WSN湿度采集节点,采集完数据后,传输到基站上,保证数据的可靠性和实时性。
再由节点以多跳的方式把数据传输到基站上,由基站统一传送,大大提高了数据的传输距离。
其可支持节点数,大大超越了现有系统所支持的节点数,支持节点的增加和删除,并且自动形成网络拓扑结构,不需要人为的干预。
虽然或多或少的会受环境所影响,但是通过实时监控节点状态和WSN所特有的可扩展性,可以第一时间检测出无效节点,可以减少损失。
对远程数据采集和传感器网络组网方案进行了研究和选择,并根据系统应用的要求,提出了层次型的体系结构,无线湿度测量系统的三种层次结构为PC机及监控软件构成的监控中心;由中心控制节点构成的传感器主网和由传感器节点、中继节点、路由节点构成的传感器子网。
关键词:无线传感器网络湿度采集路由协议监控系统A STUDY AND DESIGN OF HUMIDITY MEASURINGSYSTEM BASED ON WSNABSTRACTWireless sensor networks as a new information collection technology is becoming more mature, with a further reduction of hardware cost, and its greatprospect is gradually reflected. Describes the field bus and humidity measurementsystem, digital humidity measurement system and the short-range wireless multi-pointhumidity measurement system of three systems, and compare the advantages anddisadvantages between the systems. This low-voltage, low power humidity sensor andhumidity information to design a wireless sensor network node collection. Thehumidity sensor module and data transmission modules are on a single chip, so thatsaves system development and maintenance costs. When the nodes and networkdesign, node is only responsible for short-distance transmission of data, throughmulti-hop manner, to send data to the base station. This design can save node energyconsumption, increased large-scale data transmission distance and enhance systemapplications.Moisture collecting on WSN nodes, collecting complete data, transmitted to the base station to ensure data reliability and real-time. Then the node multi-hop way tothe data to the base station by base station to send a unified, greatly improving thedata transmission distance. The number of nodes can support, well beyond theexisting number of nodes supported by the system to support add ing and remov ingnodes, and automatically form a network topology, without human intervention.Although more or less be influenced by the environment, but through real-timemonitoring WSN node status and unique scalability, can be the first time to detectinvalid nodes, can reduce the losses.Remote data acquisition and sensor network research and networking program choices and requirements of the application of the system proposed hierarchicalarchitecture, wireless humidity measurement system, the hierarchy of the threemonitoring software for the PC, and composition of the monitoring center, by thecentral control node and the main network of sensors constituted by the sensor nodes,relay nodes, the routing nodes of the sensor subnets.KEY WORDS:WSN; humidity acquisition;route protocol; monitoring system无线传感器网络技术的迅速发展引起了全世界范围的广泛关注。
海南大学
无线传感器网络论文
题目:无线传感器网络技术在智能农业中的应用学院:信息学院
专业:
姓名:
导师姓名:
无线传感器网络技术在智能农业中的应用
前言] 无线传感器网络技术是一门深奥但是具有趣味的学科。
在这个日新月异的时代,无数高尖端的技术被人们发明并推广出来。
无线传感器网络技术就是这么一门具有时代特色的新兴技术。
经过这一学期的学习,无线传感器网络技术终于露出了庐山一角。
中国是个古老而人口众多的国家,要养活这13亿人口就要依仗农业生产。
于是,如何提高农业生产效率,科学地进行农业生产及管理就显得尤为重要。
在这里我将对无线传感器网络技术在智能农业中的作用作下介绍。
一、什么是传感器网络?
无线传感器网络是一种无中心节点的全分布系统。
通过随机投放的方式,众多传感器节点被密集部署于监控区域。
这些传感器节点集成有传感器、数据处理单元、通信模块和能源单元,它们通过无线信道相连,自组织地构成网络系统。
其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被监测对象的信息并发送给观察者。
无线传感器网络集传感器技术、微机电
系统(MEMS) 技术、无线通信技术、嵌入式计算技术和分布式信息处理技术于一体。
二、无线传感器网络改变传统农业
在传统农业中,人们获取农田信息的方式都很有限,主要是通过人工测量,获取过程需要消耗大量的人力,而通过使用无线传感器网络可以有效降低人力消耗和对农田环境的影响,获取精确的作物环境和作物信息。
这样农业将逐渐地从以人力为中心、依赖于孤立机械的生产模式转向以信息和软件为中心的生产模式, 从而大量使用各种自动化、智能化、远程控制的生产设备,迅速提高生产力。
三、三、无线传感器网络在农业中的具体应用
1. 无线传感器网络应用于温室环境信息采集和控制。
在温室环境里单个温室即可成为无线传感器网络一个测量控制区,采用不同的传感器节点和具有简单执行机构的节点(风机、低压电机、阀门等工作电流偏低的执行机构) 构成无线网络来测量土壤湿度、土壤成分、pH 值、降水量、温度、空气湿度和气压、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件,同时将生物信息获取方法应用于无线传感器节点,为温室精准调控提供科学依据。
最终使温室中传感器、执行机构标准化、数据化, 利用网关实现控制装置的网络化, 从而达到现场组网方便、增加作物产量、改善品质、调节生长周期、提高经济效益的目的。
2. 无线传感器网络应用于节水灌溉。
无线传感器网络自动灌溉系统利用传感器感应土壤的水分,并在设定条件下与接收器通信,控制灌溉系统的阀门打开、关闭,从而达到自动节水灌溉的目的。
由于传感器网络多跳路由、信息互递、自组网络及网络通信时间同步等特点, 使灌区面积、节点数量不受到限制,
可以灵活增减轮灌组,加上节点具有的土壤、植物、气象等测量采集装置、通信网关的Internet 功能与RS 和GPS 技术结合的灌区动态管理信息采集分析技术、作物需水信息采集与精量控制灌溉技术、专家系统技术等构建高效、低能耗、低投入、多功能的农业节水灌溉平台。
可在温室、庭院花园绿地、高速公路中央隔离带、农田井用灌溉区等区域, 实现农业与生态节水技术的定量化、规范化、模式化、集成化,促进节水农业的快速和健康发展。
3. 无线传感器网络应用于环境信息和动植物信息监测。
通过布置多层次的无线传感器网络检测系统,对牲畜家禽、水产养殖、稀有动物的生活习性、环境、生理状况及种群复杂度进行观测研究, 也可用于对森林环境监测和火灾报警(平时节点被随机密布在森林之中,平常状态下定期报告环境数据,当发生火灾时,节点通过协同合作会在很短的时间内将火源的具体地址、火势大小等信息传送给相关部门)。
同时也可以应用在精准农业中, 来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。
四、我对无线传感器网络在农业应用的理解
传统农业在生产上利用大量劳动力收集农业资讯,生产效率低,信息的收集滞后,缺乏科学的分析及灾害病虫害的预警,很大程度上依靠劳动者的劳作经验。
随着科技的提高,农业知识的普及,一些高尖端的农业生存设备被引用到农业中去,农业生产走向了工厂化、环境安全化、无毒化的发展道路。
此时及时了解农田的各种信息,对农田各项数据进行科学分析及预测就变得尤为重要。
收集信息的滞后性及不准确性与设备化农业生产自动化的矛盾日益尖锐。
而通过布置大量传感器器件,建立科学有效的传感器网络,可以实时收集信息,存储信息及进行信息的对比,很好的解决了上述矛盾。
[后序] 经过这一学期对无线传感器网络技术的学习,我犹如居于迷雾缭绕的群山中,而无线传感器网络技术则是这深山里的奇珍异宝。
你如果去探寻它,它就越显神秘越显珍贵,其价值也就越高。
你如果不去探寻它,它就隐藏于世外,平淡无奇。
只有努力钻研探索的人,才能把其精华运用于世,让其发扬光大。