文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
基于无线传感器网络的家居环境监控系统设计与研究
姓名:邓积微
申请学位级别:硕士
专业:微电子学与固体电子学
指导教师:王太宏
20091120
摘要下一代智能建筑的研究热点之一,是指将各种信息传感设备⋯.多种传感器、研究智能家居传感器网络属于传感网产业发展的一部分,此一新兴产业也明确列入了《国家中长期科学技术发展规划》和年国家产业路线图。本文研究分析了技术的基本理论,剖析了协议组网方式,结合国内目前已有的相关应用技术,提出了用于家居环境监控的无线传感器网络系统方案。红外感应装置、射频识别装置、激光扫描器等装置,通过有线或无线自组网的方式可连接到局域网、互联网,以及移动通信网络,其目的是让我们身边的家具电器等物体都能够被远程感知和控制,从而为人们构造一个更加智慧,更具效率的工作、生活体系。系统由终端节点、中心节点和上位机电脑组成。分布式传感网络由无线自组网连接的终端传感器节点组成,获取⑽率6鹊幕肪承畔ⅲ淮ǜ衅鹘诘憧梢酝ü齊接口与上位机通讯,因此既可作为无线网络的节点,又可单独作为传感器测量设备;终端节点可发挥路由节点的功能,因此可以连接更多的传感节点扩展无线传输的范围;中心节点接收各个传感器节点发送的数据,并送到上位机软件显示,可作进一步分析和处理。由此组建的小型网络,实现了环境参数的检测,试验了终端节点作为执行器的控制功能。预留的接口电路可以扩展更多的功能,以待继续丌发。关键词:;无线传感器网络:环境监测;智能建筑硕学化论文
”眛琹篫籛,...瑆,甋基于无线传感器网络的家居环境监控系统设计与研究“”.瑀,琲琣,.,,;
第绪论研究背景传感器系统及其应用技术,正朝着小型化、智能化、网络化的方向发展。借助于以及工艺技术的发展,传感器的集成度更高,体积更小;而在相同体积之内,传感器融合更多的功能,,数据融合,智能计算等楹系揭黄穑档秃笮7⒂胧褂玫哪讯龋在小型化与智能化的基础之上,人们把多个传感器及其系统进行互联,组成一个传感器的网络,实现统一管理,同样将为人们的生活生产带来便利。传感器网络中的节点具有感知、存储、数据处理能力,并且可以用有线或者无线的方式与其他节点进行通信,实现监测与控制功能。在有线的方式中,依据不同场合需要,选择不同的现场总线连接方式,例如传统芟摺总线,或者新兴的芟摺芟叩龋欢谖尴吡臃绞街校ǘ喔龃感器节点集合构成无线传感器网络姆绞较嗷チ印N尴叽ǜ衅魍绲挠τ们熬笆止憷ǎ芄还惴应用于环境监测、医疗健康、交通管理、商业应用以及军事等领域。传感器节点之间相互协作,采集并处理监测对象的相关数据,通过多跳路由将用户需要的信息发送到汇聚节点,并根据需要与主计算机通信。无线传感器网络将虚拟的信息世界与客观的物理世界联系在一起,改变了人类与自然界的交互方式。随着无线传感器网络技术近年来的快速发展,人们对于生活环境的监督提出的更高要求,通过在监测区域内布署大量的低成本的微型传感器节点,经由无线通信方式形成一个多跳的网络系统,从而实现网络覆盖区域内感知对象的信息的采集量化、处理融合和传输应用】。与传统的环境监控手段相比,使用传感器网络进行环境监控有三个显著的优势:一是网络的自组织特性可以低成本而快速的部署网络,免去布线带来的时间损失与硬件成本增加;二是现场采集的数据可通过中间节点进行酚传送,在不增加功耗和成本的前提下,可将系统性能提高一个数量级;三是网络的健壮性以及抗毁性满足了某些特定应用的需求【。环境监测是传感器网络的热点应用也是十分具有发展潜力的领域之一,在实际的应用中包括很多关键技术,包括节点数据采集、分布规则、远程控制机制和通信机制等【】。而由于传感器网络与现实环境高度融合,因此在环境监测应用中,一些相关技术需要根据实际情况而进行具体研究。我们可以在楼宇以及建筑相关的场合开展基于无线传感器网络技术的新的应用,比如在停车场监控车辆的数量、种类、速度和方向等相关参数;监视传感网络可以用于商场、银行,综合写字楼等,,传感节点之间以硕貉宦畚
国内外研究现状场合来提高安全性,可以预见,随着无线传感设备成本下降与性能提高,相关研究的不断深入和传感网络应用的不断普及,无线传感器网络将更好的为人们的生产生活服务。无线传感器网络是由大量节点组成的面向任务的分布式网络,它综合了传感器、嵌入式计算、现代网络及无线通信、分布式信息处理等多领域技术,通过各类微型传感器实时采集信息,由嵌入式微处理器对信息进行加工处理,并通过无线通信网络将信息传送至远程用户【】。在国防安全、工农业领域各种控制、城市管理、生物医疗、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多领域都有重要的科研价值和实用价值,具有十分广阔的应用前景。作为电子与信息科学技术领域的前沿性技