無線傳感器網(wǎng)絡（Wireless Sensor Network,WSN）在近十余年內(nèi)飛速發(fā)展,這項誕生于軍事應用的技術(shù)目前已廣泛應用于智能家居、可穿戴設備、倉儲物流管理、醫(yī)療監(jiān)護、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護等諸多領域。藍牙低功耗（Bluetooth Low Energy,BLE）的出現(xiàn)讓藍牙技術(shù)得以立足于對無線通信性能有著較高要求的WSN領域,也為研發(fā)設計提供了更多可能。隨著科技的進步與物質(zhì)生活水平逐漸提升,人們對WSN設備也提出了更高的要求。更長的續(xù)航時間、更小的體積、更豐富的功能集成、更優(yōu)質(zhì)的用戶體驗、更靈活的應用場景適應性也是研發(fā)者不斷創(chuàng)新的動力與方向。本課題主要研究工作與貢獻如下:1.低功耗小型化多模態(tài)感知WSN節(jié)點與網(wǎng)關(guān)電路設計:根據(jù)設計需求廣泛對比選型器件,分析電路細節(jié),控制靜態(tài)電流與外圍電路能耗,為解決WSN節(jié)點能量受限的問題打下基礎。2.高效率微功率能量收集與管理電路設計:具有低電壓驅(qū)動能力的電源模塊,可收集包括太陽能的多種環(huán)境能量,減緩節(jié)點能量的單向遞減過程,延長節(jié)點的工作壽命,解決節(jié)點能量受限問題。合理設計電源拓撲結(jié)構(gòu)與電壓控制組合,提高電源管理模塊效率,減少不必要的能量... 

【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

能量收集式WSN節(jié)點系統(tǒng)框圖

電子科技大學碩士學位論文28成環(huán)境光與臨近光的感知功能。UWB定位板單獨進行設計，由于UWB射頻部分能耗相當可觀，所以應用時也需要進行相應的節(jié)能設計，降低節(jié)點的平均功耗以延長使用壽命。OLED顯示屏可以根據(jù)需求接在主控板的預留結(jié)構(gòu)上，為方便裝配可將OLED顯示屏的外圍電路布局在主控板上。圖3-2節(jié)點電路原理圖頂層設計3.2.3軟件總體架構(gòu)能量收集式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的軟件部分進行模塊區(qū)分：1)節(jié)點控制主程序；2)無線連接與通信函數(shù)及協(xié)議棧；3)各傳感器驅(qū)動及功能函數(shù)；4)數(shù)據(jù)處理、融合與補償算法。主控程序傳感器功能程序無線通信程序圖3-3節(jié)點軟件框圖能量收集式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點軟件框圖如圖3-3所示。節(jié)點控制主程序負責調(diào)整節(jié)點工作模式、調(diào)度各個功能模塊運行、收集整合處理多模態(tài)感知信息、且可控制射頻端工作狀態(tài)并調(diào)整發(fā)射功率與數(shù)據(jù)傳輸速率及連接點數(shù)量等性能參數(shù)。

電子科技大學碩士學位論文28成環(huán)境光與臨近光的感知功能。UWB定位板單獨進行設計，由于UWB射頻部分能耗相當可觀，所以應用時也需要進行相應的節(jié)能設計，降低節(jié)點的平均功耗以延長使用壽命。OLED顯示屏可以根據(jù)需求接在主控板的預留結(jié)構(gòu)上，為方便裝配可將OLED顯示屏的外圍電路布局在主控板上。圖3-2節(jié)點電路原理圖頂層設計3.2.3軟件總體架構(gòu)能量收集式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的軟件部分進行模塊區(qū)分：1)節(jié)點控制主程序；2)無線連接與通信函數(shù)及協(xié)議棧；3)各傳感器驅(qū)動及功能函數(shù)；4)數(shù)據(jù)處理、融合與補償算法。主控程序傳感器功能程序無線通信程序圖3-3節(jié)點軟件框圖能量收集式無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點軟件框圖如圖3-3所示。節(jié)點控制主程序負責調(diào)整節(jié)點工作模式、調(diào)度各個功能模塊運行、收集整合處理多模態(tài)感知信息、且可控制射頻端工作狀態(tài)并調(diào)整發(fā)射功率與數(shù)據(jù)傳輸速率及連接點數(shù)量等性能參數(shù)。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]無線傳感器匯聚節(jié)點研究現(xiàn)狀[J]. 何亞光.  科技風. 2019(19)
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[9]面向環(huán)境感知的無線傳感網(wǎng)絡路由方法綜述[J]. 董�？�,韋素媛,劉興成,齊小剛,劉立芳,范英盛.  計算機科學. 2018(01)
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碩士論文
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[3]2.4GHz CMOS低功耗壓控振蕩器設計[D]. 程福海.東南大學 2017
[4]室內(nèi)超寬帶定位導航系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[D]. 李偉.電子科技大學 2017
[5]基于能源收集和ZigBee的低功耗溫濕度及重力傳感器設計[D]. 朱良琦.電子科技大學 2016
[6]基于ZigBee的Mesh網(wǎng)絡的研究[D]. 許勇.中國科學技術(shù)大學 2011
[7]ZigBee網(wǎng)絡及其在醫(yī)療監(jiān)護系統(tǒng)中的應用研究[D]. 劉寶.蘭州理工大學 2009



本文編號：2986406