基于物联网的超低功耗无线环境指数传感系统

发布时间：2019-09-18 23:57

【摘要】：物联网因具有自动化程度高、组网方式灵活和信息传输快等诸多优点,近年来受到人们的广泛关注。传感器系统作为物联网必不可少的部分,在提升物联网的信息获取及感知性能等方面发挥着至关重要的作用。迄今为止,对物联网传感器系统的研究尚处于起步初级阶段,各种技术都还很不成熟。因此,探索出一种性能优越,尤其是超低功耗低、网络健壮性好、传输效率高的物联网传感系统对改善物联网的运行特性具有十分重要的现实意义。本文对一种基于物联网的超低功耗无线环境指数传感系统进行了深入的研究和开发。所做的主要研究工作包括： (1)对低功耗传感器组网技术做了深入研究,提出了一种基于物联网的超低功耗无线环境指数传感系统体系结构,确定了以MSP430F149单片机为低功耗主控芯片和低功耗外围电路的硬件系统和以提高传感器网络健壮性、通讯效率及降低传感器功耗为目标的软件算法。 (2)通过研究传感器网络通讯效率与传感器功耗的关系,提出了一种将随机数算法引入传感器网络的时间分割策略,使传感器功耗大大降低,同时传感器网络的通讯效率大大提高。 (3)设计并研制了传感器系统,该系统通过用C语言编程,实现了对外部RTC时钟电路、AD采样电路、双路前置放大电路、超低功耗电源电路、2.4G无线模块的控制；通过开发性价比高的网络中继模块提升了无线网络的健壮性；通过精心设计AD转换算法、电池电量估计算法、按键复用等方法,大大简化了系统外围硬件电路的设计工作；通过将随机数算法引入传感器网络的时间分割策略中,不仅大大减低了系统功耗而且大大提升了传感器网络的通讯效率。 (4)完成了整个物联网系统的搭建,通过采用Digi无线网关、网络监控中心服务器,将整个物联网传感、传输与信息呈现有机的组合在了一起,实现了预期的设计目标。 (5)为验证系统设计的稳定性与网络的健壮性,搭建了一个小型的物联网传感系统,并对时间分割策略等算法进行了实际的测试。结果表明：系统不仅能有效的感知、传输、呈现信息,而且具有功耗低,效率高的特点。
【图文】：

示意图,组网,示意图

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样图,样图,温湿度传感器

温湿度传感器样图
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.44;TN929.5;TP212

【参考文献】