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基于无线传感器网络的监测系统研究与设计

更新时间：2020-03-28 02:56:53 大小：5M 上传用户：zhengdai查看TA发布的资源 标签：无线传感器 下载积分：3分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

随着科学技术的迅速发展，在桥梁、水库、铁路等领域对其质量和安全的监测提出了更高的要求，传统的有线传感方式由于线路长，功耗大，数据采集传输成本高，灵活性不足、施工难度大、维护不便，无线传感器网络技术因其低成本、低功耗、网络灵活性、高健壮性及其可扩展性，在监测领域得到了广泛的应用。

    本文在研究无线传感器网络技术的基础上，将无线传感器网络应用到监测系统的数据采集传输中，可以很好地解决目前有线监测系统存在的问题，提高系统的监测水平。监测系统通过在监测区域内布置无线传感器节点，将采集的数据通过无线传感器网络传送到监控中心主节点，主节点接收网络节点的数据，通过串口将数据传给监控中心的PC机，对数据进行存储和分析，并作出相应的指令。

    本文首先分析传统监测系统的构成及不足之处，设计了无线传感器网络监测系统的整体架构，阐述了系统工作原理及节点模块功能；接下来对监测系统节点进行了硬件和软件的设计。本文从节点功率控制的方向，对网络拓扑算法进行研究与改进。在分析LMA算法的基础上，通过中继转发来调整节点发射功率，优化邻居节点数目，提出改进算法0PP-LMA，保证网络连通的同时，降低节点和网络的功耗。

    节点硬件设计采用模块化设计，主要包含微处理器模块、无线通信模块、数据采集模块和电源模块。处理器选择增强型单片机STC12LE5404，无线收发芯片采用低功耗、低成本的CC1101射频芯片，传感器选择结构简单，抗干扰性强的振弦传感器。节点软件设计采用C语言编程，选择IAR编程环境和ZigBee协议栈，软件结构层次简明。根据应用功能调用相关函数，简化设计流程，实现网络拓扑控制、数据采集、无线收发等功能。本文通过matlab软件对OPP-LMA算法的连通性和功耗性进行了仿真与分析，结果表明算法在保持网络连通的同时，降低了节点功耗。最后通过实际节点实验进一步证明了算法的可行性。

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