无线传感器网络路由协议研究与分析

集成了传感器、嵌入式技术、分布式信息处理技术和无线通信技术而形成的无线传感器网络(wireless sensor network,简称WSN)是一种全新的信息获取和处理技术。但由于无线传感器网络的特点,使其路由协议即不同于传统的网络,又有别于ad hoc网络。对几种典型无线传感器网络路由协议进行了详细分析与比较,并针对LEACH算法存在的问题提出了一种改进方案。     

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。     

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.     

一种基于无线信号辅助的室内无死角定位算法

针对传统惯性导航系统定位误差随时间积累的问题,提出了一种基于无线信号辅助定位的室内无死角定位算法。该算法首先利用加速度计、陀螺仪、磁力计和气压计等传感器数据实现三维定位,然后利用无线信号对惯导定位中的位置偏差进行实时校正,再通过航向最优估计算法对航向误差进行修正,在位置和航向上增强惯导系统的实用性。利用实验室自主研发的微惯性测量单元固定在腰部脊椎位置进行实验验证,结果显示基于无线信号辅助的室内无死角定位算法精度达到1%以内,与纯惯导技术相比,能够提供更持久和准确的三维位置信息。     

基于危险模式的无线传感器网络IDS模型

网络安全是无线传感器网络需要解决的重要问题之一,构建基于传感器网络的入侵检测系统是其中重要的技术.简要阐述了基于人工免疫模型及危险模式的入侵检测系统的机理,提出了一种基于危险模式理论的无线传感器网络的入侵检测系统体系结构,并对该模型的特点进行了分析,为进一步深入的研究提出了设想.     

无线传感器网络Range-free自身定位算法仿真分析

定位技术是无线传感器网络重要的支撑技术之一。文章在总结有关定位算法的文献和研究成果的基础上。介绍了6种代表性的Range-free定位算法的原理,在Matlab环境下构造了网络拓扑场景进行了仿真实验,对6种代表性算法的性能进行比较并分析总结,指出了今后无线传感器网络定位算法的研究中所需解决的问题。     

基于GSM/GPRS的无线监控系统设计

介绍了以嵌入式监控终端、用户手机和远程监控中心计算机构建的无线监控系统的设计.着重论述了无线模块在嵌入式系统中的应用方法.介绍了通过无线模块发送和接收短消息以实现对现场设备的监控方法;分析了如何依靠无线模块经过GPRS网络与接入Internet的固定IP计算机建立连接并进行通讯.结果表明,在现有的移动通讯网络覆盖的区域,利用本系统可以完成对现场设备的在线数据采集、远程无线数据传输与监控.在露天场所、野外、移动作业环境或有线网络无法接入的地点建立数据采集与监控系统时,基于GSM/GPRS网络的嵌入式远程无线监控解决方案具有突出的优势.     

应用ZigBee无线传感器网络构建电子护栏的研究

根据场区安全防护的需求,研究采用基于ZigBee技术的无线传感器网络构建电子护栏的问题。首先介绍无线传感器网络的特点及其组织结构,分析ZigBee的技术特征,给出ZigBee协议栈模型。在此基础上,提出构建电子护栏系统的设计方案,并分析网络系统的路由协议,给出系统软硬件开发的流程。     

2.4m跨声速风洞多功能支撑系统试验技术研究

针对型号研制的风洞试验需求,在2.4m跨声速风洞中开展了多功能支撑系统试验技术研究,研制了一套多功能支撑系统。该支撑系统既可实现定侧滑角连续变迎角的试验方式,又可实现定迎角连续变侧滑角的试验方式。在0.6m跨声速风洞开展了引导性试验研究,并在2.4m跨声速风洞中对该支撑系统与传统的支撑方式进行了风洞试验对比。结果表明,多功能支撑与传统支撑方式的风洞试验数据相关性良好,表明该支撑装置的研制是成功的,可应用于型号试验。     

单模块超燃发动机推力测量天平研制

介绍了用于单模块超燃发动机推力测量的力传感器单分量天平的研制、应用,通过脉冲燃烧风洞和长时间风洞试验,天平/模型/支撑系统频率为20 Hz,在脉冲燃烧风洞有效试验时间内(约300 ms)可获得较为稳定的测力信号,基本满足脉冲燃烧风洞单模块发动机测力要求.在相同试验条件下,脉冲燃烧风洞和长时间风洞获得了相同的发动机推力收益,验证了天平测量数据的准确性.      

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。     

无线MEMS传感系统在燃气轮机等恶劣环境下的应用

燃气轮机是应用于航空、能源、海陆交通等诸多领域的重大核心装备之一。对燃气轮机工作过程中各项环境参数(如温度、压力等)的实时监测,可进一步完善和优化燃气轮机结构、提高效率、减少排放和降低维护费用。新近发展起来的基于微机电系统(MEMS)技术的传感系统在高温、高压等恶劣环境下具有无可比拟的应用优势,特别是在恶劣工作条件下以燃气轮机为代表的大型机电设备的各项环境参数监测中,应用潜力巨大。本文对燃气轮机等恶劣环境下的传感技术、无线信号传输技术及SiC无线MEMS传感系统实现方案进行了综合介绍、评述和讨论,并对无线MEMS传感系统在燃气轮机等恶劣环境下的应用进行了展望。     

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.     

无线局域网测试系统研究

针对LAN/LXI接口仪器仪表的不断出现,从充分发挥其效能的角度出发,介绍了利用无线宽带路由器、LAN/LXI仪器和笔记本无线网卡构建无线局域网测试系统的方法,对路由器功能作用、无线路由器基本配置、笔记本无线网卡设置,从参数的含义和设置过程进行了详细的描述。以8846A数字电压表为例,说明了在LabVIEW开发环境对LAN/LXI仪器进行无线远程控制的程序设计,展现了网络技术已不断渗透到仪器仪表行业,打破了测试系统受行业和地域范围限制,其应用前景备受关注。     

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。     

风洞模型-支撑系统涡激振动测量与分析

以0.55m×0.4m低湍流航空声学风洞某模型及其支撑系统为研究对象,采用基于加速度传感器直接测量支撑系统和热线间接测量模型尾流相结合的方法,测量并分析了风洞模型-支撑系统的涡激振动模态,给出了测量方案和数据处理方法。采用基于加速度传感器的功率谱分析方法,获得了模型-支撑系统的三阶振动频率分别为31.1、120.9和221.4Hz;采用基于加速度传感器的频域滤波和频域积分方法,提高了有效信号的信噪比,获得了模型-支撑系统振动的振型和振动节点位置;采用热线测量模型尾流分离涡脱落频率的方法,获得了模型一阶和二阶振动的尾流涡激频率分别为31.1和124.1Hz,并从测量尾流速度脉动量获得了模型振幅变化和抖振边界信息。实验结果表明,采用热线测量模型尾流从而分析模型振动的方法,有利于小尺度的模型振动测量,而且相对于加速度传感器装于模型表面的直接测量方法而言,对试验模型的绕流流场干扰较小,为测量风洞试验模型的涡激振动模态提供了一种方法。     

2m×2m超声速风洞测量系统与运行管理系统研制

2m×2m超声速风洞测量系统采用NI公司的嵌入式实时控制器及GE公司的反射内存技术构建实时网络,选用NI公司的数据采集卡实现数据采集,选用PSI 8400DTC系统实现模型表面压力测量。运行管理系统包括运行操作系统软件和状态监控系统软件,主要完成风洞试验运行、操作、控制以及风洞试验状态监控。系统软件应用NI公司的LabVIEW 8.6.1图形化开发环境进行开发。介绍了系统研制内容、技术指标、研制方案、关键技术问题及其解决途径。该系统具有功能完善,技术指标先进,操作界面友好,使用维护方便的特点。     

一种超低功耗的无线传感器网络节点机的设计

无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术，能够协作地实施监测、感知和采集各种环境对象的信息，并将信息传递给系统用户主机进行分析、处理。其巨大应用前景引起了军事、工业、商业和学术界专家的广泛关注。无线网络中的节点，具有感知和路由的功能，在实际的应用中功耗是影响节点工作寿命的关键因素，为此，使用了nRF903和微控制器MSP430F149设计并实现了一种超低功耗的无线传感器网络节点机，提出了一种物理层通信的超低功耗能量控制的方法，并进行了测试。结果证明该模块比较适合传感器网络层的节点机的应用，具有集成度高、微型化、体积小、功耗低等特点。     

连续式跨声速风洞设计关键技术

为研制先进飞行器,除了提高现有风洞试验测量精度和改进试验技术外,必须建立高性能连续式跨声速风洞试验设备,解决飞行器高速风洞试验模拟能力和精细化模拟问题。以试验段尺寸0．6m×0．6m连续式跨声速风洞设计为例,给出了风洞总体设计方案,分析了如何降低风洞气流脉动、如何改善风洞流场品质、提高风洞运转效率和拓展风洞试验能力等关键技术途径。该风洞作为大型连续式跨声速风洞的引导风洞,方案设计主要采用了高压比压缩机驱动系统、半柔壁喷管、低噪声试验段、高性能换热器和三段调节片加可调中心体式二喉道等新型技术。     

采用长细管法进行脉动压力转捩探测的实验研究

为了简便地使用测量模型表面脉动压力特征的方法探测边界层转捩位置,需要研究脉动压力传感器接在传统测压模型外的适用性,即通过长细管将模型表面的脉动压力信号传递到脉动压力传感器上的方式是否可得到转捩的特征信号。首先采用信号发生器驱动扬声器,在无风条件下,测量了长细管对不同频率声压信号的传递损失情况。证明了所采用的长细管系统具有合适的工作频带。然后在西北工业大学NF-3低速风洞二元实验段、实验风速为30m/s的条件下,对弦长为800mm、展长为1.6m的翼型模型沿弦向进行了脉动压力信号测量,并通过改进的数据处理技术判断了模型表面的转捩位置。研究结果表明,采用长细管系统进行脉动压力方法转捩探测具有一定应用价值,值得进一步深入研究。