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新加坡國立大學(xué)(NUS)的一個研究小組在助理教授Chen Po-Yen的帶領(lǐng)下，開發(fā)出一系列新型納米材料應(yīng)變傳感器，與現(xiàn)有技術(shù)相比，測量微小運(yùn)動時的靈敏度提高了10倍，為提高工業(yè)機(jī)器人手臂的安全性和精確度邁出了重要一步。

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展和日益成熟，超低功耗的無線傳感器已成為物聯(lián)網(wǎng)的重要組成單元。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通過將大量的傳感器節(jié)點(diǎn)部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)，使用無線電通信方式形成一個多跳的具有動態(tài)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的自組織網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，目前已得到了廣泛應(yīng)用。

為了解決無線傳感網(wǎng)通常運(yùn)行在人不能或不便接近的環(huán)境，能源無法替代的問題，該設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)MSP430F2370芯片和少量外圍電路等來構(gòu)成完整測量系統(tǒng)。

系統(tǒng)基于Contiki實(shí)現(xiàn)了一種有源RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)，同時實(shí)現(xiàn)了一種邊緣路由器，通過邊緣路由器與閱讀器節(jié)點(diǎn)可以組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶通過網(wǎng)絡(luò)控制閱讀器節(jié)點(diǎn)收集和管理RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的管理。本系統(tǒng)保持了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，通過融合有源RFID技術(shù)減小了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并降低了系統(tǒng)功耗。該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，適用于在較大范圍內(nèi)對設(shè)備進(jìn)行管理。

隨著社會和現(xiàn)代技術(shù)發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)超然而至，得到了很多國家和人民的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)是基于現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展起來的，它除了融合網(wǎng)絡(luò)、RFID技術(shù)、信息技術(shù)之外，還引入了無線，使得M2M型物聯(lián)網(wǎng)有了更深的發(fā)展，而且無線傳感器技術(shù)結(jié)合了嵌入式系統(tǒng)技術(shù)、傳感器技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)以及無線通信技術(shù)，所以它本身也是一個熱點(diǎn)的研究領(lǐng)域。今天我們就來了解下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。

電力行業(yè)二次設(shè)備運(yùn)維通常使用手工記錄操作記錄和攜帶紙質(zhì)圖紙資料的方式進(jìn)行二次設(shè)備資產(chǎn)管理和運(yùn)維管理，存在數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時性差、資料攜帶困難、設(shè)備和人工成本高、設(shè)備工作惡劣環(huán)境檢測困難等問題。針對上述問題，本文結(jié)合無線傳感網(wǎng)WSN和RFID兩者的技術(shù)優(yōu)勢，在RFID電子標(biāo)簽和溫度傳感器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于RFID技術(shù)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)相融合的分布式設(shè)備管理和環(huán)境檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備帳、卡、物的一致，運(yùn)維工作可靠管理和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境實(shí)時檢測的功能。

本文提出了一種基于有限的人工阻抗表面(AIS)的新型無芯片RFID濕度傳感器，無線傳感器使用低成本噴墨印刷技術(shù)實(shí)現(xiàn)在薄片銅版紙上制造，將圖案化的表面放置在金屬背襯的紙板層上。相對濕度信息以諧振峰值的頻移進(jìn)行編碼，相對濕度水平從50%到90%不等，頻移可達(dá)到270 MHz。

研究了物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的家居室內(nèi)環(huán)境在線監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)通過基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)對室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，由遠(yuǎn)程智能監(jiān)控平臺與主協(xié)調(diào)器通信接收傳感器感知數(shù)據(jù)并上傳至服務(wù)器集群的數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過云服務(wù)層處理，將監(jiān)測數(shù)據(jù)和室內(nèi)環(huán)境舒適度在Web應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)實(shí)時顯示，并通過遠(yuǎn)程智能監(jiān)控平臺實(shí)施遠(yuǎn)程控制終端設(shè)備。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)可有效地監(jiān)控室內(nèi)環(huán)境，高效地處理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了“高效、節(jié)能、安全、環(huán)?！钡闹悄芗揖討?yīng)用。

電力行業(yè)二次設(shè)備運(yùn)維通常使用手工記錄操作記錄和攜帶紙質(zhì)圖紙資料的方式進(jìn)行二次設(shè)備資產(chǎn)管理和運(yùn)維管理，存在數(shù)據(jù)采集和傳輸實(shí)時性差、資料攜帶困難、設(shè)備和人工成本高、設(shè)備工作惡劣環(huán)境檢測困難等問題。針對上述問題，本文結(jié)合無線傳感網(wǎng)WSN和RFID兩者的技術(shù)優(yōu)勢，在RFID電子標(biāo)簽和溫度傳感器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于RFID技術(shù)與ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)相融合的分布式設(shè)備管理和環(huán)境檢測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備帳、卡、物的一致，運(yùn)維工作可靠管理和設(shè)備運(yùn)行環(huán)境實(shí)時檢測的功能。

系統(tǒng)基于Contiki實(shí)現(xiàn)了一種有源RFID閱讀器節(jié)點(diǎn)，同時實(shí)現(xiàn)了一種邊緣路由器，通過邊緣路由器與閱讀器節(jié)點(diǎn)可以組成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。用戶通過網(wǎng)絡(luò)控制閱讀器節(jié)點(diǎn)收集和管理RFID標(biāo)簽，實(shí)現(xiàn)對設(shè)備的管理。本系統(tǒng)保持了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，通過融合有源RFID技術(shù)減小了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性并降低了系統(tǒng)功耗。該系統(tǒng)工作穩(wěn)定，適用于在較大范圍內(nèi)對設(shè)備進(jìn)行管理。

本文提出了基于有源RFID的倉庫管理系統(tǒng)，不僅給出了硬件設(shè)計(jì)方案和節(jié)點(diǎn)間的通信規(guī)約的設(shè)計(jì)，并且加入低功耗算法，使得系統(tǒng)能切實(shí)地應(yīng)用于倉庫管理，對于提高倉庫的車輛和集裝箱進(jìn)出管理，以及記錄貨物信息有重要的實(shí)際意義，可以很大程度地降低人力成本，提高效率。

物聯(lián)網(wǎng)(Intemet of Things，lOT)是一個通過信息技術(shù)將各種物體與網(wǎng)絡(luò)相連，以幫助人們獲取所需物體相關(guān)信息的巨大網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)通過使用射頻識別RFID、傳感器、紅外感應(yīng)器、視頻監(jiān)控、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息采集設(shè)備，通過無線傳感網(wǎng)、無線通信網(wǎng)絡(luò)(如Wi—Fi、WLAN等)把物體與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，實(shí)現(xiàn)物與物、人與物之間實(shí)時的信息交換和通訊，以達(dá)到智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的目的。

了實(shí)現(xiàn)奶牛溯源信息高效采集與實(shí)時傳輸，在分析現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種將射頻識別技術(shù)與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的無縫隙信息采集與傳輸方法，并對系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)體系架構(gòu)和通信協(xié)議轉(zhuǎn)換等主要內(nèi)容進(jìn)行研究， 實(shí)現(xiàn)并應(yīng)用于奶牛養(yǎng)殖信息溯源系統(tǒng)。試驗(yàn)結(jié)果表明，基于單點(diǎn)通信有障礙35m、無障礙 75m范圍所構(gòu)建的射頻傳感網(wǎng)絡(luò)， 手持終端采集的養(yǎng)殖信息，其數(shù)據(jù)傳輸丟包率在 5%以內(nèi)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r、高效傳送到溯源數(shù)據(jù)中心。

節(jié)點(diǎn)定位是實(shí)現(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的前提，控制節(jié)點(diǎn)定位誤差成為保證網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行的關(guān)鍵。采用基于測距的定位算法，可以達(dá)到良好的精度，但需要測量裝置，不適合能量受限的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。本文分析了常用的非測距定位算法，并在此基礎(chǔ)上提出了一種改進(jìn)的基于序列的非測距定位算法，以提高無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位算法的性能。

先進(jìn)的道路照明不但可以提升城市的形象、提高交通運(yùn)輸效率，減少交通事故，還能節(jié)約大量的公共電能消耗。但對于大多數(shù)城市，由于缺少的必需基礎(chǔ)設(shè)施(路燈級的通信鏈路)，無法實(shí)現(xiàn)先進(jìn)控制方法，物聯(lián)網(wǎng)(物聯(lián)網(wǎng))出現(xiàn)和應(yīng)用，有效地解決以上問題，本文基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)，選擇Freesclae公司MC13213芯片，設(shè)計(jì)了一種嵌入式無線通信模塊，使整條道路的每一盞路燈自主聯(lián)網(wǎng)，使用Freescale公司的MCF52223芯片、華為公司的GTM900B和EM770W作為遠(yuǎn)程通信模模塊，實(shí)現(xiàn)了路燈的遙測、遙控，對節(jié)約公共資源，建設(shè)數(shù)字化和節(jié)約型城市有較高的實(shí)際應(yīng)用價值。

蔬菜工廠監(jiān)控系統(tǒng)基于ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，以CC2530單片機(jī)和STC12LE5204AD單片機(jī)為硬件平臺，基于ZigBee 2007協(xié)議棧，在IAR開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行軟件開發(fā)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的可靠性和穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)對蔬菜生長環(huán)境的實(shí)時監(jiān)控，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)要求。

本文在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)和協(xié)議棧的研究基礎(chǔ)上，利用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件NS2進(jìn)行了研究和二次開發(fā)，構(gòu)建了一個基于各種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵性能的仿真界面。使得用戶可以通過仿真界面來自主配置網(wǎng)絡(luò)元素，搭建網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)行并直觀地顯示各種關(guān)鍵性能，以對其研究起到一定的指導(dǎo)作用。

針對ZigBee室內(nèi)定位設(shè)備對電磁場高效產(chǎn)生和準(zhǔn)確測量的要求，分析了室內(nèi)定位設(shè)備中天線與射頻接口電路設(shè)計(jì)的基本需求，給出了一種倒F型1/4波長單極子PCB板上天線及相應(yīng)射頻接口的分析設(shè)計(jì)方法。通過電磁場仿真軟件Ansoft HFSS及射頻電路仿真分析軟件ADS2011對天線進(jìn)行仿真，得到天線的關(guān)鍵參數(shù)仿真結(jié)果。在實(shí)際應(yīng)用系統(tǒng)中的測試結(jié)果證明，天線及其射頻接口能夠較好地支持定位設(shè)備與定位算法的工作，且滿足定位節(jié)點(diǎn)設(shè)備對體積與成本方面的要求。

如果RFID 系統(tǒng)與WSN 相結(jié)合，則將會讓標(biāo)簽信息的采集更加方便和智能化，且借助WSN 強(qiáng)大的組網(wǎng)功能可擴(kuò)大RFID 系統(tǒng)識別信息的傳輸范圍; 從無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的角度講，它的研究內(nèi)容側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)連接和傳感信息的收集，RFID 技術(shù)的加入，則使得傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用找到新的突破口，因此，RFID 系統(tǒng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有一定的互補(bǔ)性，將它們結(jié)合具有重要意義。

采集人體動作信息，提出了一種基于ZigBee無線傳感技術(shù)的采集系統(tǒng)，以CC2530芯片為核心設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器和終端節(jié)點(diǎn)，以MMA7361L三軸加速度傳感器為采集傳感器，搭建ZigBee無線采集網(wǎng)絡(luò)，并在Visual Studio開發(fā)環(huán)境下設(shè)計(jì)上位機(jī)監(jiān)控界面。介紹了ZigBee協(xié)議工作原理和節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)方法，并給出了上位機(jī)的軟件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)給出了無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的部分采集結(jié)果，并在上位機(jī)軟件中顯示加速度變化的曲線圖。

本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IPv6網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，在分析現(xiàn)有接入方式不足的基礎(chǔ)上提出了一種基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)邊界路由器的設(shè)計(jì)方案。方案主要闡述了邊界路由器的硬件和軟件設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)介紹了基于IPv6的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧適配層的設(shè)計(jì)。

本文基于ZigBee無線通訊組網(wǎng)技術(shù)，以iennIC5139為控制核心，構(gòu)建了適合油田信息采集的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)給出了傳感器節(jié)點(diǎn)與中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的硬軟件設(shè)計(jì)。提出了一種組網(wǎng)靈活、成本低、維護(hù)方便的方案設(shè)計(jì)。

本文提出了一種基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的多標(biāo)準(zhǔn)RFID設(shè)別設(shè)備，此設(shè)備可以實(shí)時自動識別物品的RFID電子標(biāo)簽內(nèi)信息，具有識別可靠性高，信息處理能力強(qiáng)，功耗小，保密性強(qiáng)。

針對高等級生物安全實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場危險物品監(jiān)測中實(shí)際需求和遇到的各種問題，提出了利用基于Zigbee RFID的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平臺，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室危險物品相關(guān)信息獲取、識別與位置監(jiān)測的系統(tǒng)方案，實(shí)現(xiàn)了對實(shí)驗(yàn)室危險物品所處的位置信息和環(huán)境信息的實(shí)時采集、監(jiān)測與動態(tài)管理。

本文介紹了基于無線傳感網(wǎng)絡(luò)的塔式起重機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，分析了ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)在當(dāng)前塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀以及存在的問題，指出將ZigBee技術(shù)和GPRS技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用在塔機(jī)無線監(jiān)控系統(tǒng)中的優(yōu)勢，為塔機(jī)無線監(jiān)控指出發(fā)展趨勢和研究方向。

本文中所涉及的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是指基于Zigbee無線傳感器、900M無線溫濕度采集傳感器、有線傳感器(4mA~20mA、0V~5V、開關(guān)量)、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)(以下簡稱為“網(wǎng)關(guān)”)、昆侖海岸物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(以下簡稱為“云平臺”)等軟硬件所構(gòu)建的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)。

基于無線射頻識別技術(shù)及無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(Wireless Sensor Network,WSN)技術(shù)的礦山實(shí)時三維定位及災(zāi)害預(yù)警平臺針對以上問題，對井下人員、移動設(shè)備進(jìn)行三維定位，隨時掌控井下人員、設(shè)備生產(chǎn)分布情況;對井下巷道的各項(xiàng)安全參數(shù)進(jìn)行安全監(jiān)測，對可能發(fā)生的災(zāi)害及時預(yù)警，防止災(zāi)害發(fā)生。

物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展是以感知層的優(yōu)良性能為基礎(chǔ)的，而無線傳感網(wǎng)絡(luò)是感知層的重要支柱。本文在研究基于ZigBee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，結(jié)合其串行通信方式和網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議的特征及其組網(wǎng)原理，提出了一種基于ZigBee的無線傳感網(wǎng)絡(luò)接入互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)接入方式，并對此模式進(jìn)行了研究和分析。這種網(wǎng)關(guān)接入模式能夠有效地使物聯(lián)網(wǎng)與因特網(wǎng)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，這對于物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的拓展應(yīng)用具有重要意義。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN，Wireless Sensor Network)是由分布在有效區(qū)域內(nèi)具有通訊功能的大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線方式自組織形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，節(jié)點(diǎn)采集信息并通過無線網(wǎng)絡(luò)逐級傳送到監(jiān)控中。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)由部署在檢測區(qū)域內(nèi)的大量、廉價、微型、節(jié)能傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過無線通信方式自我形成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其主要目的是協(xié)同地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中感知對象的信息，接收命令并與控制中心交換有關(guān)現(xiàn)實(shí)世界的信息。

我國是世界上最大的煤炭消費(fèi)國和生產(chǎn)國。隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，煤炭需求量的不斷攀升。近兩年來，煤炭供應(yīng)緊張，隨之而來的是各個煤礦生產(chǎn)的超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，高速發(fā)展的生產(chǎn)突顯出煤礦安全生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中對于生產(chǎn)隱患治理監(jiān)測技術(shù)水平的落后，相應(yīng)所導(dǎo)致的各級安全事故也不斷發(fā)生。由

隨著微電子技術(shù)，通信技術(shù)的迅速發(fā)展，將傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的智能傳感器以其比較高的精度、良好的可靠性、功能的多樣性等優(yōu)勢在過程控制以及信號監(jiān)測中越來越多地得到人們的關(guān)注，已成為當(dāng)今國內(nèi)外研究的一大熱點(diǎn)。