針對(duì)傳統(tǒng)的基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在的弊端,本文提出了一種改進(jìn)的基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在高能耗的節(jié)點(diǎn)上加入太陽能供電模塊,解決能量自給問題;同時(shí)設(shè)計(jì)壓縮采樣模塊,降低采樣頻率,進(jìn)一步降低能耗;根據(jù)環(huán)境參數(shù)變化相對(duì)平穩(wěn)的特點(diǎn),設(shè)計(jì)高兼容性的移動(dòng)節(jié)點(diǎn),可動(dòng)態(tài)融合各簇的傳感網(wǎng),解決簇內(nèi)死亡節(jié)點(diǎn)帶來的數(shù)據(jù)缺失問題,提高網(wǎng)絡(luò)的健壯性。高耗能節(jié)點(diǎn)同時(shí)搭載GPS(全球定位系統(tǒng))和GSM(全球移動(dòng)通信系統(tǒng))模塊,可實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)和監(jiān)測(cè)位置的匹配,解決傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的信號(hào)干擾問題。本文具體貢獻(xiàn)有如下三點(diǎn):(1)詳細(xì)分析了目前主流的環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器類型(空氣和水質(zhì)傳感器)以及在無線傳感網(wǎng)中的具體應(yīng)用,介紹了每個(gè)傳感器數(shù)據(jù)采集原理和采集精度;設(shè)計(jì)了傳感器原始信號(hào)的調(diào)理電路,對(duì)復(fù)雜的信號(hào)進(jìn)行處理以滿足ADC采樣要求;(2)為了使無線傳感器節(jié)點(diǎn)在戶外可以保證長(zhǎng)時(shí)間的工作,必須延長(zhǎng)生命周期。增加能量供給和減少能耗是延長(zhǎng)生命周期的關(guān)鍵問題。本文設(shè)計(jì)了高效率的太陽能模塊,同時(shí)利用壓縮感知原理,設(shè)計(jì)了AIC(模擬信息轉(zhuǎn)換器)模型,將稀疏的原始信號(hào)壓縮,降低了采樣頻率從而降低了采樣能耗;(3)當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于復(fù)雜環(huán)...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語解釋表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 基于無線傳感網(wǎng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀
    1.3 論文的主要內(nèi)容
    1.4 論文的結(jié)構(gòu)安排
第二章 環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器原理及應(yīng)用
    2.1 水質(zhì)傳感器
        2.1.1 溫度、壓強(qiáng)傳感器
        2.1.2 pH傳感器
        2.1.3 電導(dǎo)率傳感器
        2.1.4 濁度傳感器
    2.2 空氣傳感器
        2.2.1 溫度、濕度傳感器
        2.2.2 可吸入顆粒物傳感器
        2.2.3 MQ系列特殊氣體傳感器
        2.2.4 CO2傳感器
    2.3 本章小結(jié)
第三章 無線傳感網(wǎng)中能量解決方案
    3.1 太陽能供電模塊
        3.1.1 太陽能采集板
        3.1.2 太陽能追蹤模塊
        3.1.3 鋰電池充放電模塊
    3.2 壓縮感知應(yīng)用設(shè)計(jì)
        3.2.1 壓縮感知在無線傳感網(wǎng)中的應(yīng)用
        3.2.2 AIC模型
        3.2.3 AIC的Similink建模和硬件設(shè)計(jì)
        3.2.4 AIC系統(tǒng)能量驗(yàn)證
    3.3 本章小結(jié)
第四章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)環(huán)境監(jiān)測(cè)(原型)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
    4.1 系統(tǒng)整體構(gòu)架
        4.1.1 室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)整體構(gòu)架
        4.1.2 戶外空氣、水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案
    4.2 傳感節(jié)點(diǎn)
    4.3 網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)
    4.4 后臺(tái)數(shù)據(jù)監(jiān)控中心
    4.5 本章小結(jié)
第五章 基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測(cè)(原型)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測(cè)試
    5.1 無線傳感網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)融合
        5.1.1 無線傳感網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
        5.1.2 無線傳感網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)融合
    5.2 空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
        5.2.1 室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
        5.2.2 戶外空氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
    5.3 水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目
致謝



本文編號(hào)：3743432