基于多传感器的无线传感器网络系统的设计

【摘要】无线传感器网络可以实现对监测对象的信息采集和数据传输，它在工业领域中有着广阔的应用前景。在工业生产中，往往对环境温湿度、气压等参数以及设备的稳定性有着严格的要求。目前能够同时实现对环境参数和设备状态进行监测的无线传感器网络系统还很少，已有的无线网络系统也往往存在实用性差、可靠性不高等问题。因此，针对工业监测中对环境温度、湿度、气压以及设备的状态多个参数的监测需求，设计了一种集成多传感器、基于无线传感器网络的工业监测系统。本文根据实际应用需求对系统的功能特点和设计原则进行了分析，在对比几种常用的嵌入式操作系统和短距离无线通信技术的优缺点后，最终确定了以STM32F103微处理器和μC/OS-Ⅱ嵌入式实时操作系统为硬件核心和软件平台，集成温湿度传感器、气压传感器和加速度计于一体，基于ZigBee无线通信技术的监测系统设计方案。通过在监测区域中分散安装多个无线传感器网络节点，实现对监测区域环境的多点监测。无线传感器网络节点采用间歇式休眠工作模式，不仅降低了节点的功耗，还能够降低无线网络的数据通信负担。为满足工程实际应用的需要，对多传感器的数据融合处理算法进行了研究，采用适合本系统特点的数据融合算法，针对多个传感器节点对同一环境参数的监测数据进行了融合处理，提高了数据的准确性。本系统在江苏物联网研究发展中心的超净间进行了应用，在应用过程中对节点通信性能、设备振动监测功能进行了测试，对环境参数测量结果的准确度进行了分析。测试结果表明，系统的各项功能和数据精度均满足设计指标，工作稳定可靠。本系统能够广泛地应用在工业生产中，同时也为工业监测系统的开发提供了参考。
【作者】许家栋；
【导师】张斌珍；王玮冰；
【作者基本信息】中北大学，仪器仪表工程，2014，硕士
【关键词】多传感器；无线传感器网络；嵌入式；μC/OS-Ⅱ；数据融合；

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