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促进信息家电设备更加智能
无线传感器网络的逐渐普及,促进了信息家电、网络技术的快速发展,家庭网络的主要设备已由单一机向多种家电设备扩展,基于无线传感器网络的智能家居网络控制节点为家庭内、外部网络的连接及内部网络之间信息家电和设备的连接提供了一个基础平台。
在家电中嵌入传感器节点,通过无线网络与互联网连接在一起,将为人们提供更加舒适、方便和更人性化的智能家居环境。利用远程监控系统可实现对家电的远程遥控,也可以通过图像传感设备随时监控家庭安全情况。利用传感器网络可以建立智能幼儿园,监测儿童的早期教育环境,以及跟踪儿童的活动轨迹。
无线传感器网络利用现有的互联网、移动通信网和电话网将室内环境参数、家电设备运行状态等信息告知住户,使住户能够及时了解家居内部情况,并对家电设备进行远程监控,实现家庭内部和外界的信息传递。
无线传感器网络使住户不但可以在任何可以上网的地方,通过浏览器监控家中的水表、电表、煤气表、电热水器、空调、电饭煲等及安防系统、煤气泄漏报警系统、外人侵入预警系统等,而且可通过浏览器设置命令,对家电设备远程控制。
无线传感器网络由多个功能相同或不同的无线传感器节点组成,对一种设备进行监控,从而形成一个无线传感器网络,通过网关接入互联网系统,采用一种基于星形结构的混合星形无线传感器网络结构系统模型。传感器节点在网络中负责数据采集和数据中转节点的数据采集,模块采集户内的环境数据,如温度、湿度等,由通信路由协议直接或间接地将数据传输给远方的网关节点。
目前,国内外主要研究无线传感器网络节点的低功耗硬件平台设计和拓扑控制、网络协议、定位技术等。以检测光线强度的传感器为例,实现了一个无线传感器网络,根据传感器所检测的光线强弱来关闭或开启指示灯。
在无线传感器网络中,普通节点将它采集的光强度数据发送给网络协调器,网络协调器将含有控制变量的数据帧发送给带有指示灯节点的同时,还可以通过串口将光强度数据传送给计算机。通过安装在计算机上的后台软件,可以看出光强度信号的变化。通过遮盖光强度传感器可以改变采集到的光强度数据,当光强度比较低时曲线下降,反之曲线上升。
这种传感器网络综合了嵌入式技术、传感器技术、短程无线通信技术,有着广泛的应用。该系统不需要对现场结构进行改动,不需要原先任何固定网络的支持,能够快速布置、方便调整,并且具有很好的可维护性和拓展性。
基于无线传感器网络的海洋水环境监测系统的设计
本系统中无线传感器网络硬件中的Zigbee通信模块采用低功耗高性能的无线网络模块CC2420来实现,它工作在**通用的2.4GHz频段。CC2420是一款符合IEEE802.15.4标准的射频收发器,性能稳定且功耗较低。CC2420的选择性和灵敏度指数**过IEEE802.15.4标准的要求,可确保短距离通信的有效性和可靠性,利用此芯片开发的无线通信设备支持数传速率高达250kb/s,可实现多点对多点的快速组网。??CC2420发送数据时,使用直接正交上变频。基带信号的同相分量和正交分量直接被DAC转换为模拟信号,通过低频滤波器,直接变频到设定的信道上,再由天线发射出去。
CC2420只需要较少的外围电路,包括时钟电路、射频I/O匹配电路和微控制器接口电路三部分。芯片本振信号既可由外部有源晶体提供,也可以由内部电路提供。由内部电路提供时需要外加晶体振荡器和两个负载电容,电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。例如当采用16MHz晶振时,其电容约为22pF。射频I/O匹配电路主要用来匹配芯片的输入/输出阻抗。CC2420与微处理器的连接非常方便,它使用SFD、FIFO、FIFOP、和CCA四个引脚表示收发数据的状态;微处理器通过SPI接口与CC2420交换数据、发送命令等。
CC2420收到物理帧的SFD字段后,会在SFD引脚输出高电平,直到接收完该帧。如果启动了地址辨识,在地址辨识失败后,SFD引脚立即转为输出低电平。FIFO和FIFOP引脚表示接收FIFO的缓存区状态,如果接收FIFO缓存区有数据,FIFO引脚输出高电平;当接收FIFO缓存区为空,FIFO引脚输出低电平;当FIFO引脚在接收FIFO缓存区的数据**过某个临界值时,或在CC2420接收到一个完整的帧以后输出高电平临界值时,可以通过CC2420的寄存器设置。CCA引脚在信道上有信号时输出高电平,它只在接收状态下有效,在CC2420进入接收状态至少8个符号周期后,才会在CCA引脚上输出有效的信道状态信息。
SPI接口由CSn、SI、SO和SCLK引脚组成,微处理器通过SPI接口访问CC2420内部寄存器和存储器。在访问过程中,CC2420是SPI接口的从设备,接收来自微处理器的时钟信号和片选信号并在微处理器的控制下执行输入/输出操作。SPI接口接收或者发送数据时,都与时钟下降沿对齐,CC2420与MSP430F149是通过SPI连接的,其中MSP430F149处于主模式,CC2420处于从模式。MSP430F149还有4个I/O口与CC2420相连,主要起查询CC2420状态的作用。
电源管理模块为传感器单元、处理器单元、无线通信模块提供能源,并对电源进行管理,以提高能量的利用率。
工业领域的应用
在工业安全方面,传感器网络技术可用于危险的工作环境,例如在煤矿、石油钻井、核电厂和组装线布置传感器节点,可以随时监测工作环境的安全状况,为工作人员的安全提供**。另外,传感器节点还可以代替部分工作人员到危险的环境中执行任务,不仅降低了危险程度,还提高了对险情的反应精度和速度。
由于WSN部署方便、组网灵活,其在仓储物流管理和智能家居方面也逐渐发挥作用。
无线传感器网络使传感器形成局部物联网,实时地交换和获得信息,并较终汇聚到物联网,形成物联网重要的信息来源和基础应用。
在智能交通中保障安全畅通
智能交通系统(ITS)是在传统交通体系的基础上发展起来的新型交通系统,它将信息、通信、控制和计算机技术以及其他现代通信技术综合应用于交通领域,并将“人—车—路—环境”有机地结合在一起。在现有的交通设施中增加一种无线传感器网络技术,将能够从根本上缓解困扰现代交通的安全、通畅、节能和环保等问题,同时还可以提高交通工作效率。因此,将无线传感器网络技术应用于智能交通系统已经成为近几年的研究热点。
智能交通系统主要包括交通信息的采集、交通信息的传输、交通控制和诱导等几个方面。无线传感器网络可以为智能交通系统的信息采集和传输提供一种有效手段,用来监测路面与路口各个方向的车流量、车速等信息。
它主要由信息采集输入、策略控制、输出执行、各子系统间的数据传输与通信等子系统组成。信息采集子系统主要通过传感器采集车辆和路面信息,然后由策略控制子系统根据设定的目标,并运用计算方法计算出较佳方案,同时输出控制信号给执行子系统,以引导和控制车辆的通行,从而达到预设的目标。
无线传感器网络在智能交通中还可以用于交通信息发布、电子收费、车速测定、停车管理、综合信息服务平台、智能公交与轨道交通、交通诱导系统和综合信息平台等技术领域。
在医疗系统大有作为
近年来,无线传感器网络在医疗系统和健康护理方面已有很多应用,例如,监测人体的各种生理数据,跟踪和监控医院中医生和患者的行动,以及医院的药物管理等。如果在住院病人身上安装特殊用途的传感器节点,例如心率和血压监测设备,医生就可以随时了解被监护病人的病情,在发现异常情况时能够迅速抢救。
罗切斯特大学的一项研究表明,这些计算机甚至可以用于医疗研究。科学家使用无线传感器创建了一个“智能医疗之家”,即一个5间房的公寓住宅,在这里利用人类研究项目来测试概念和原型产品。
“智能医疗之家”使用微尘来测量居住者的重要特征(血压、脉搏和呼吸)、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。所搜集的数据将被用于开展以后的医疗研究。通过在鞋、家具和家用电器等设备中嵌入网络传感器,可以帮助老年人、重病患者以及残疾人的家庭生活。利用传感器网络可高效传递必要的信息从而方便接受护理,而且可以减轻护理人员的负担,提高护理质量。
利用传感器网络长时间收集人的生理数据,可以加快研制新药品的过程,而安装在被监测对象身上的微型传感器也不会给人的正常生活带来太多的不便。此外,在药物管理等诸多方面,它也有新颖而*特的应用。
风速传感器的注意事项
风速传感器是可连续监测上述地点的风速、风量(风量=风速x横截面积)大小,能够对所处巷道的风速风量进行实时显示,是矿井通风安全参数测量的重要仪表。今天我就对其说一下风速传感器的注意事项,希望大家都能好好的浏览以下的内容。
注意事项
两个禁止:
1、禁止在可燃性气体环境中使用风速传感器,
2、禁止将风速传感器探头置于可燃性气体中。
七个不要:
1、不要拆卸或改装风速传感器;
2、不要将探头和风速计本体暴露在雨中;
3、不要触摸探头内部传感器部位;
4、不要将风速计放置在高温、高湿、多尘和阳光直射的地方;
5、不要用挥发性液体来擦拭风速传感器;
6、不要摔落或重压风速传感器;
7、不要在风速计带电的情况下触摸探头的传感器部位。
三个务必:务必按照使用说明书的要求正确使用风速传感器;在使用中,如遇风速传感器散发出异常气味、声音或冒烟,或有液体流入风速计内部,务必立即关机取出电池;风速传感器长期不使用时,务必取出内部的电池。
1、风向传感器从包装箱内取出后组装,注意点是:风成员沿箭头方向插入;*前后重量应调平衡、前后两翼板应与旋转轴线在同一平面内;指北杆与指北线应在同一方向。
2、传感器组件由风速传感器、风向传感器、传感器支架组成。组装时传感器应分别先连接各自的插件、再套装在支架套筒上,旋紧螺钉。
3、传感器工作电压通常为直流5伏,由于内装防雷器件,实际工作电压不得**6伏。