无线传感器网络节点的研究与设计

无线传感器网络节点的设计,对于构成一个实际的无线传感器网络应用系统具有重要意义。本文在对ZigBee协议和无线传感器网络体系结构进行论述的基础上,设计了一种基于ZigBee协议和PIC18F4620单片机的无线传感器网络节点。该节点采用了一款符合IEEE802.15.4标准的ZigBee无线网络芯片CC2420,通过PIC18F4620单片机的SPI接口实现单片机和ZigBee芯片的通讯。文中对该节点开发设计过程中的主要问题进行了较详细的论述,对传感器网络设计与应用具有参考价值。     

基于CC2430的TinyOS系统移植开发

TinyOS是美国加州大学伯克利分校的创建的针对现代无线传感器网络设计的操作系统,是一个基于组件的模块化操作系统,结构简单,其采用nesC语法编程,通过ncc编译器,转换成c语言代码,再由相应的编译工具最终成为硬件可执行代码。在对TinyOS中的组件化模型及nesC编译过程进入了深入分析的基础上,针对CC2430芯片设计了可行的移植方案,测试运行结果表明：平台各功能均能正常运行,证明移植成功。这为以后更加深入地研究和应用TinyOS在无线传感器的网络节点中打下了坚实的基础。     

无线传感器网络的异构性研究

随着无线通信技术和微电子技术的快速发展,低成本、高度集成和自组织的无线传感器网络将会逐渐普及.首先总结归纳了无线传感器网络异构性的几种表现形式,如计算能力异构性、节点能量异构性、链路异构性及网络协议异构性,然后介绍了异构无线传感器网络层次网络体系结构和两种适用于无线传感器网络的标准.最后对无线传感器网络的安全问题进行简单探讨.     

无线传感器网络分析管理平台设计

在现有无线传感器网络系统的基础上,设计开发了一种无线传感器网络分析管理平台。该平台提供了多种形式的用户接口,包括拓扑树视图、节点列表、实时曲线图显示和数据管理等功能,使用户可以直观、方便地获取传感器采集的数据,在此基础上进行管理操作,以满足用户在研究和应用无线传感器网络时的需求,并给出了平台主要功能的实现方法和关键代码。     

无线传感器网络的低功耗研究

在野外等一些环境下的无线数据采集系统中,由于地理环境恶劣、节点数量多等原因很难更换电源电池,因此有效地降低系统各层的功耗、提高系统的生命周期尤为重要.文中在论述传感器节点结构的基础上,分析如何对传感器节点的动态电压调度、MCU能量消耗控制、动态功率管理、收发模块节能等硬件电路以及对MAC层、网络层的软件协议降低系统耗能.     

基于测距的无线传感器网络的定位算法的研究

无线传感器网络作为一全新的信息获取和处理技术,在国防、工农业、环境监测等众多领域都有着重大的应用价值和科研价值。而节点定位信息在无线传感器网络中是一项必需的基础信息。针对基于测距的定位算法进行研究,将算法分成三种情况进行讨论,并提出一种新的角度权值定位算法,仿真实验表明算法具有较高的定位精度。     

具有无线数据传输与控制功能的冲击波超压测试系统

通过分析两种常用的冲击波场超压测试方法,提出了基于无线传感器网络技术的新型冲击波测试系统的总体方案,即具有无线数据传输与控制功能的爆炸冲击波场超压测试新方法。介绍了无线传感器节点设计,包括存储模块与无线通信发射与接收模块;介绍了测试系统的软件总体设计思路;最后介绍了测试系统的应用环境并给出了实验结果。结果表明,这种新型测试系统工作可靠、有效。     

基于最小跳数的无线传感器网络跨层设计

传统的严格分层参考模型无法实现对无线传感器网络资源的有效管理和运用,跨层设计是提高网络整体性能的一种有效方法。针对无线传感器网络能量、计算资源、存储资源和带宽资源有限的特点,提出一种基于最小跳数的路由层和MAC层的跨层协议设计方案。MAC层和路由层通过共享sensor节点到sink节点的最小跳数信息,在MAC层建立时间梯度,解决多个节点共享无线信道的问题;并在路由层建立路由表,解决路由选择问题。仿真结果表明,该方案在降低网络能耗的同时,在降低传输延迟,提高数据投递率方面也取得了良好的性能。     

基于惯性导航/无线传感器网络组合的采煤机定位方法研究

采煤机是井下综采工作面的重要设备，采煤机精确定位技术是煤矿生产装备自动化的关键技术之一。为了实现高精度定位满足井下综采自动化作业需求，提出了基于惯性导航/无线传感器网络组合的采煤机定位方法。采用锚节点安置于液压支架上，移动节点与惯导固定安装于采煤机上的配置方案，利用位置已知的锚节点测距信息估计和修正惯导误差，同时实施对安置于推进过程中的液压支架上锚节点（未知节点）位置信息的实时校准，从而达到采煤机高精度定位、无线传感器网络节点动态自动调节的目的。通过试验对所提方法的有效性进行了验证，结果表明，所釆用方法对釆煤机轨迹具有良好跟踪性能，水平定位误差不超过1.57 cm/h。     

低能耗无线传感器网络节点值守机制的研究及实现

针对无线传感器网络节点能源有限性设计了一种基于GAF算法的改进休眠调度算法,根据邻居节点信息合理调度节点睡眠,平衡网络内节点工作时长,在保证较高的网络覆盖率的同时最大限度延长网络生命周期.最后通过仿真验证了该算法的性能.     

基于FPGA的多通道ARINC429通信芯片的设计

ARINC429是一种在航空电子系统领域被广泛应用的总线标准。采用PFGA器件设计集成多路ARINC429通道的通信芯片,可以有效地提高数据通信模块的处理能力和集成度,并降低研制成本。本文提出了一种内置控制核和大容量缓存的多路通信芯片的设计原理,它采用基于FPGA的硬件方法;而FPGA设计采用的硬件语言是VHDL,实现平台是ALTERA的FLEX系列逻辑器件。这种设计方法已被验证对通信电路的研制是行之有效的。     

ARINC429总线接口设计与实现

ARINC429总线在航空电子系统领域被广泛的应用。本文分析了ARINC429总线的工作原理,根据其数据格式、接口电平要求,给出了由FPGA设计实现ARINC429总线的基本原理,并通过VHDL语言编程,实现了ARINC429总线协议部分,实现了接收和发送功能。采用FPGA器件设计集成ARINC429总线协议的通信芯片,可以有效地提高数据通信模块的处理能力和集成度。通过实际与通用型ARINC429总线芯片的通讯,验证了方案的正确性。     

一种手持设备的低功耗技术

根据一台手持系统的设计实践,介绍了MCS－51系列单片机低功耗系统的设计方法,给出了一种电源控制电路部分的实现方案及系统低功耗控制程序的设计。     

SoC技术在航电系统设计中的应用

片上系统(SoC)是目前电子技术在IC设计方面的一种发展趋势。本文通过分析运用SoC 需要解决的关键问题如微处理器核和IP核的复用等,举例介绍了基于Altera公司推出的Nios软核对多路传输数据总线接口模块进行小型化处理的一种解决方案。     

基于Virtex4的SoPC系统设计

随着微电子技术的飞速发展和嵌入式系统要求的提高,硬件集成度迅速增长,以FPGA作为物理载体进行芯片设计的SoPC设计方式已经兴起.以PowerPC405处理器硬核为核心,开发基于PowerPC405的SoPC系统.本系统中,将通常独立的处理器、外设,分别作为硬核、软核集成入FPGA中,达到系统可编程、减少外围器件数目和PCB面积、降低功耗以及提高系统抗干扰能力等目的.针对SoPC开发的关键技术进行分析,最后采用Xilinx的Virtex4 FPGA实现基于PowerPC405的SOPC系统.     

融合WSN和RFID的智能入库管理系统设计

针对传统仓储入库管理系统在智能入库方面存在的不足,综合无线传感器网络和射频识别技术的优点,提出了一种融合WSN和RFID的新型智能入库管理系统。阐述了系统的框架结构和硬件设计,并详细介绍了系统的智能入库流程。实验测试结果表明,融合WSN和RFID的入库管理系统为实现仓储的智能化管理提供了一种行之有效的解决方案。     

航空电源热插拔技术应用与设计

热插拔技术是指将板卡从加有电源的背板上插入或拔出。本文首先介绍了热插拔的原理,然后基于LINTER公司的LTC4260芯片,阐述了热插拔实现的基本方法及设计,最后通过仿真和实验验证了热插拔的有效性。     

基于8098单片机的飞行指引系统综合测试装置

介绍一种基于8098单片机的飞行指引系统综合测试装置，给出了飞行指引系统综合测试装置的用途。主要硬件组成和软件设计方法。     

基于POWER PC通用处理器的CPU模块设计

POWER PC通用处理器是一种低功耗超标量的RISC处理器。本文描述了基于POWER PC通用处理器的CPU模块的基本体系结构,并以Motorola通用处理器POWER PC603e为例,阐述了CPU模块的实现方法。