一、网络化传感器节点的低功耗设计（论文文献综述）
杨雯[1]（2021）在《一种近距离集群传感网络物联网信息采集系统设计研究方法》文中研究表明随着我国交通运输业的发展,城际客车交通线路网更加密集。为了更好地保障乘客的乘车安全,一个可靠地可以检查乘客是否系好安全带的监测系统很重要。本文针对系统产品化程度过低问题、客车安全带监测单元耗电量过大问题、安全带传感采集器与客车数据接收器之间智能识别问题和信息管理系统联动问题等,以物联网传感网络为技术基础设计出近距离集群传感网络信息采集系统。针对城际客车应用背景,研究出一套完整物联网监测系统。通过设计安全带卡扣状态采集器和数据接收器,使得安全带卡扣状态采集器可以精确识别安全带扣合状态,从而判断安全带是否正确系好,并以433MHz短程无线通讯的方式将状态信息发送给数据接收器,数据接收器可以通过CAN总线与其他车载终端（如车载显示屏等）相连并实现数据通信,数据接收器将状态数据处理整合成安全带卡扣插拔的状态信息通过无线GPRS网络传送到监管后台留待后续处理。无线射频识别传感器网络在客车安全带监测中的节能设计是本系统的挑战。针对客车安全带监测单元耗电量过大问题,本文提出了一种RFID传感器节点的低功耗布局和参数设置的软硬件设计方法。测试结果表明,采用深度睡眠节电方式时,周期电量消耗远低于常规睡眠节电方式（电量消耗分别为0.45m As和3.49m As）。节点使用寿命比一般的节能设计（寿命年限分别为5.35年和0.69年）要长得多。同时,对于电量低、已损坏的监测单元,提出了完整更换方式和流程,使整套产品有机结合,操作人性化。针对安全带传感采集器与客车数据接收器之间智能识别问题,设计了接收器与座位节点之间的一对多配对配准方法。与传统的使用其他软件将座位识别码写入集成电路卡中不同,本项目中的节点ID可以直接存储到接收器中,这样可以减少中间操作,降低开发成本。针对车辆安全带插拔状态的信息管理问题,通过GPRS向管理系统传递信息,从产品的角度设计并使用python-Django框架搭建信息管理后台,从管理创新角度精准定位到具体车辆的具体座位,最终实现高效率的交通安全监管。
姜日凡[2]（2020）在《基于无线网络的船舶航向保持控制研究》文中认为为了满足船舶控制系统的发展需要,各种智能终端和传感器大量应用于船舶中,如果使用有线网络连接这些设备,会制约设备的移动性和灵活性,并且船舶使用有线网络存在一些问题,为了解决上述问题,船舶无线传感器网络应运而生。船舶无线传感器网络能够实现船舶智能终端和传感器的按需部署,具有移动性、灵活性、可扩展性、低成本以及方便维护等特点,并且能够有效地解决船舶内布线空间狭窄而施工困难等问题。目前船舶无线传感器网络主要应用于船舶监控和定位等领域,本文尝试以无线传感器网络为船舶操舵系统的冗余网络,进行基于无线网络的船舶航向保持控制研究。本文开展的主要研究内容和方法如下:首先,针对船舶无线传感器网络的能量有限和实时性问题,本文设计了一种船舶无线传感器网络操作系统Mindows,并提出了一种基于Mindows的船舶无线传感器网络节点的功耗管理方案,主要从操作系统层面对节点进行了低功耗设计,分别从节点微处理器、外围设备以及电池能量方面进行了电源管理设计。通过测试结果验证,该方案能有效地降低船舶无线传感器网络节点功耗,延长无线传感器网络的生命周期,且系统运行稳定。其次,为了满足基于无线网络的船舶航向保持控制研究的需要,方便地开展所研究算法的仿真测试实验,本文利用VB设计一套基于实际的GPRS和ZigBee网络的近海或内河船舶航向保持控制仿真平台,弥补了单一软件仿真的局限性。实验结果验证了在该平台通过远程及近距无线网络进行船舶航向保持控制的可行性和该平台的实用性。再次,针对船舶在海上运动的大时滞和非线性等问题,本文提出了一种适用于船舶大时滞和非线性情况的灰色预测简捷鲁棒控制算法,采用改进的灰色模型对船舶航向偏差进行实时预测,并将预测值应用于船舶航向简捷鲁棒控制器。通过仿真验证,该算法具有形式简捷、参数易整定、鲁棒性强等优点。最后,针对需要安装冗余控制网络的船舶,本文提出以ZigBee无线传感器网络为船舶操舵系统冗余网络的方案;针对无线网络控制系统的诸多问题,本文从控制和通信的联合设计角度解决这些问题,从通信角度出发,设计基于并行不相交多路径路由的ZigBee网络,保证控制算法有效实施;从控制角度出发,设计的船舶航向保持控制器将灰色预测模型和基于非线性反馈的船舶航向保持积分Backstepping简捷鲁棒控制相结合进行时延和丢包补偿控制。通过仿真验证,该方案能优化无线网络控制的整体性能,能得到较好的控制效果,具有一定的实际参考价值。本文通过仿真验证,将无线网络控制应用于船舶航向保持控制中是可行的和有效的,并且是一种有益的尝试。随着无线网络技术不断成熟完善,船舶控制系统采用无线网络代替有线网络将成为未来发展的趋势。
张颐婷[3]（2020）在《网络化数字水听器的研究与设计》文中认为分布式信号采集传输系统应用于环境监测、管道泄漏检测、海洋勘探、噪声测量和声线阵列等领域。为满足在复杂噪声干扰和传输环境下水声信号采集的要求,本文在网络化传感器的基础上,设计一种基于IEEE1451的网络化数字水听器,具有增益可调、动态范围大、自噪声小、功耗小、数据通信可靠等特点。具体工作包括:1.根据系统对采样率、分辨率和通信传输距离等指标要求制定了总体方案。控制器采用现场可编程门阵列（FPGA）来实现数据传输的实时性和低功耗,采用全差分信号调理结构实现对微弱信号的放大以及抑制噪声干扰,采用以Mod Bus通信协议为标准的MLVDS通信接口完成分布式水听器节点与主机间的数据通信。2.设计了水声信号采集阵列中的采集同步方案,利用硬件逻辑命令回环的方法计算指令延迟时间,达到数字水听器命令执行时间同步的目的;利用主从式阵列时钟同步方法,使得主从节点时钟相位一致且各水听器节点时钟同步,实现水听器间的信号同步采集。3.设计了系统的硬件电路。包括:水声换能器高输出阻抗匹配及传感器信号调理模块,高分辨率模数转换电路,FPGA及外围配置电路,网络化传感器配置电路以及MLVDS数据传输电路。其中调理模块由高输入阻抗前置放大、程控增益电路和全差分多反馈滤波电路组成。4.采用主控FPGA对系统进行软件设计。包括:指令控制程控增益、高精度模数转换,数据传输和基于Mod Bus传输协议的帧格式设计以及网络化传感器电子数据TEDS的读取设计,形成了完整的网络传输体系。5.完成了系统联调和系统指标测试,测试结果基本符合技术指标。本文为网络化数字水听器系统的原理样机设计,进一步优化后将投入实用。
张中星[4]（2018）在《城轨交通车辆状态信息传感器网络设计与实现》文中研究指明轨道交通运输是目前人们的主要出行手段,随着轨道基础建设的现代化发展,作为保障列车行车安全的轨道交通车辆状态信息化技术也紧跟发展。现今中国的轨道交通,特别是轨道交通技术已达到世界领先水平,一方面在建设总里程上远超其他国家,另一方面更是向高速、舒适、可靠等创新领域发展。尤其是安全可靠方面,传统的列车车辆走行设备检修方式已经无法满足稳定可靠的现代化轨道交通的安全可靠的需求。结合分析以上需求,本文利用无线传感器识别网络,结合了WSN与RFID技术各自特点,即可快速进行识别全局节点的标识,又可通过不同的功能节点分配,协同采集的全局信息并传输汇集数据,最终送至数据处理层。无线传感器识别网络而利用射频通信技术实现车载与地面站台之间进行通信,通过无线传输车辆行驶过程中的状态信息将成为未来轨道交通应用发展趋势并具备广泛的应用前景。基于车辆运行状态监测的背景,搭建基于无线传感器识别网络的城轨交通车辆状态监测系统总体框架。实现对运行中的轨道列车轴温状态进行实时测量,及时检测监控运行列车车轴过热、切轴等故障现象,预防轨道列车侧翻及脱轨等事故,通过与轴温探测软件系统相结合,用电子信息化技术保障轨道列车的运行安全。设计采用三层架构,划分为数据采集层、数据处理层、业务层,并在数据采集层分别建立车站地面、列车车载与无线传感器节点设备网络架构。无线传感器识别网络在城轨交通车辆状态信息监测系统中主要应用于传感器实时采集信息上报异常状态,以及正常状态信息周期性地进行车地传输。针对数据采集节点的主要性能指标包括无线传输性能、低功耗性能、传感器探测性能及电气性能进行论证。并依据论证设计指标进行无线传感器网络节点的硬件设计。运用2.45 GHz数据通信与低频125 KHz信号唤醒相结合方式,设计具备实时唤醒能力的低功耗传感器节点工作模式。针对无线传感器网络传输协议设计主要包括列车状态信息传输网络设计和传感器节点数据采集传输的实现。进一步优化末端节点组网通信效率及能源效率的方案。尽量减少协议的复杂性,消除可能带来的不利因素,减少传感器节点的能量消耗。后期进行实际试运行对列车状态信息的通信效率验证。设计实现了轨道交通领域需求的功能目标,提高了日常运营列车检车工作效率,降低了运行过程中人工作业出错导致发生故障概率,保障列车行车安全。
陈曦[5]（2017）在《基于能量收获技术的WSN压力传感器节点研究》文中指出无线传感器网络（WSN）技术凭借其灵活性高、适应环境能力强、检测区域范围广等优势越来越多地受到国内外专家、学者地广泛关注。从其发展现状来看,无线传感器网络已经遍布我们生产生活的方方面面,尤其成为工业检测、监测等项目领域中不可或缺的关键性技术。传统的无线传感器网络是采用统一的外部供电电源,通过布线方式连接到每个传感器节点从而实现对各个传感器的持续供能。但随着其应用的广泛性越来越高,在一些复杂的特殊环境下,例如在高危的军事禁区,甚至是充斥着有毒、有害物质的场所中,工作人员无法到达,导致传统的供电方式难以满足实际需求。系统采用压力传感器作为网络节点,通过分别在软、硬件两方面实现了节点“低能耗”设计,软件部分采用程序语句优化、设置系统睡眠机制等方式来实现,每个数据通信周期内,只有进行数据无线发送和接受时处理器工作在主动模式下,其余时间设置为睡眠模式。硬件部分是在保证满足系统要求的情况下按照低功耗标准进行设备的选型以及外围电路设计。基于能量收获技术设计了太阳能发电和压电陶瓷发电两种能量补充方式以保证供电的稳定可靠,解决了无线传感器网络在特殊环境下节点的能量供应问题。本文在广泛地学习、吸收国内外相关理论成果的基础上结合自身研究内容,提出了新型的能量收获无线传感器网络系统。首先进行系统的前端模块设计,使其能够完成对被检测对象压力信息的快速、精确数据采集;其次,我们选择了压电陶瓷作为自主供电模块设计的主要材料,实现将机械振动能高效转换为电能为网络节点进行供电;最终将其应用于汽车胎压监测系统（TPMS）当中,设计完成了基于无线传感器网络节点的胎压监测系统。该系统在保留原无线传感器网络技术优势的同时加入了自供电电源模块部分,增强了系统的灵活性和可靠性。
白志亮[6]（2016）在《基于无线传感网络的液氯管道泄漏监测系统设计》文中认为随着国内外在传感器技术和无线通信技术上的迅速发展,无线传感网络在军事、医疗和工业领域得到了广泛的应用。由于其低成本、低功耗、自组网、分布式等特点,通过无线传感网络对危险化学品的泄漏进行监测成为了人们研究的热点。其中如何准确、及时的检测到环境中有害气体的浓度,并且快速地定位泄漏源的位置对于保证人民生命安全和后期抢修、维护有着重要的意义,同时这也是研究的难点所在。本课题针对液氯输送管道的架空结构以及液氯常温常压下汽化下沉的特点,设计了一种基于无线传感网络的液氯输送管道泄漏监测系统,对监测区域内的氯气浓度、风速、风向等信息进行采集、处理和传输,若检测到泄漏就发生报警。本系统由一个汇聚节点、若干个传感器节点以及监控机组成。采用了TI公司的CC2530芯片,该芯片结合了增强型8051微控制器和业界领先无线收发器,设计并完成了汇聚节点和传感节点的硬件电路。完成了基于Z-stack协议栈的星型网络拓扑结构的传输协议软件设计和监控机的软件设计。最后设计并制作了具有便携、防水、易布置等特点的节点装置。在监测区域内,各传感器节点通过星型网络拓扑结构的传输协议自动组网,将采集到的氯气浓度等信息传输到汇聚节点,汇聚节点通过RS-232接口将信息传输至监控机,监控机对数据进行显示、处理、存储,并进行泄漏报警。对该系统进行了实验验证及工业现场测试,结果表明：系统运行稳定、可靠,能够有效地检测到氯气泄漏并报警,满足工业现场的氯气泄漏监测要求。该系统具有灵活的部署方式、良好的扩展性和适用性,可被广泛地应用于危险化学品泄漏监测环境中。
朱海洋[7]（2016）在《XX子弹药自组织网络及目标探测技术研究》文中研究指明具有双向沟通能力,且能够自动探测跟踪目标的网络化引信是引信灵巧化与智能化的发展方向之一。引信的沟通能力分为静态信息交联和动态信息交联,网络化引信属于静态信息交联,可通过远程抛撒方式快速部署到指定区域,实现子弹间协同作战以达到最优的目标探测和最佳的封锁效果,从而迟滞或阻滞敌方快速行进的机械化部队。同时XX子弹药又能与远程作战指挥系统互通互联,实现战场侦察功能,为其他攻击型武器提供良好的作战环境。目前针对部署在地面上的网络化引信并没有完整的研究体系,依然存在近地面无线通信的环境干扰问题、锚节点密度过小的节点自定位问题、有向传感器的全向探测问题以及子弹间协同探测问题,本文将网络化引信分为自组织网络和目标探测两大部分,完善静态网络化引信的基础理论架构,推进引信向网络化与智能化发展。建立了近地面草丛遮蔽环境下无线信道模型。XX子弹药抛撒部署于地面上,收发天线均贴近地面,并且有草丛遮蔽无线信道形成非视距通信。基于对数距离的单斜率路径损耗模型对可靠通信范围内433MHz和2.4GHz两种频率的无线信道衰减特性进行了测量和拟合,确定了水泥路面、低矮草丛、茂密草丛三种环境下无线信道模型。根据XX子弹药的抛撒范围和无线信道模型,构建了双跳自组织网络。提出针对锚节点密度过小的稀疏型网络的分布式节点自定位算法,以质心定位法获得的节点位置作为初始迭代位置,通过接收信号强度比例向量迭代逼近真实位置。优化了自定位算法的迭代次数,在迭代次数与定位精度之间建立平衡关系。仿真了在不同的稀疏型网络中比例向量迭代节点自定位算法的定位过程和精度,算法能够在锚节点数量较少且随机的条件下获得较高的节点定位精度。设计了单发单收旋转扫描系统和超声波阵列探测系统,以实现对子弹周围360°范围内车辆目标的探测能力。超声波有向传感器的全向探测能力对子弹单一探测性能起着决定性的作用,为了扩大超声波测距范围,优化了锥形号筒结构的参数。对于单发单收超声波旋转扫描探测系统,根据测距的渡越时间内超声波换能器偏转导致接收回波变小的现象,建立了旋转扫描探测数学模型,分析了最高转速与最大测距范围之间的关系,确定了旋转扫描转速和超声波脉冲频率之间的最优匹配关系,计算了旋转扫描系统的目标捕获率。对于阵列式超声波全向探测系统,建立了车辆目标的探测模型;将低功耗的被动声探测作为预警信号和辅助定位手段,提出了主被动声传感器车辆目标探测控制算法,在保证超声波全向探测系统目标探测性能的前提下,降低了系统功耗。针对抛撒区域外部目标预警和内部目标定位问题,分别提出了 Y型四元无线声阵列目标定位算法和具有能源有效性的加权最小线性二乘法。所有子弹均配备单个声音传感器,利用自组织网络的信息融合协同探测目标。对影响定位精度的阵列参数、声音衰减系数、子弹自身位置误差和传感器探测范围等误差源进行了分析。确定了抛撒区域外部目标预警时的Y型无线声阵列节点选择方法和抛撒区域内部目标定位时的能量自适应节点选择方法。最后针对大规模WASN抛撒区域内部移动目标的跟踪问题,以加权线性最小二乘法的定位结果作为卡尔曼滤波的输入,简化了卡尔曼滤波算法的观测方程,增加了目标跟踪精度。设计了XX子弹药信息交联系统和目标探测系统,开展了北斗定位试验、节点双向通信试验和自组织网络试验,验证了通信链路的通信能力。进行了超声波测距试验和超声波环境试验,验证了超声波探测目标回波能可靠地提取。对主被动声传感器车辆全向探测系统进行了测试,系统能在半径为20m的范围内探测到目标车辆,并在6m范围内得知车辆的运动轨迹。分别对抛撒区域外部和抛撒区域内部目标声源进行了定位试验,抛撒区域外部目标定位误差小于1m,抛撒区域内部目标定位误差小于0.5m。XX子弹药自组织网络和目标探测技术的研究,对推进无人值守地面武器平台的发展起到重要的作用。
路洪博[8]（2015）在《浅析无线传感器网络节点低功耗设计》文中研究说明一般来说网络化传感器节点使用的都是便携式供电方式,电池的使用期限决定了传感器节点的使用期间。因此,要尽可能地降低传感器的功耗,提升其工作时间。文章主要针对无线传感器网络节点低功耗设计进行研究,其中包括传感器节点的硬件设计、软件设计等部分。
康德龙[9]（2014）在《物联网智能无线节点数据采集系统设计与实现》文中指出我国是一个矿产资源丰富的国家,同时也是世界上为数不多的矿产资源种类齐全、矿产自给程度较高的国家之一。随着经济的蓬勃发展,工业以及其相关行业对矿产的需要日益增大。在采矿工业的快速发展的同时,矿山安全问题及事故不断涌现出来。从造成矿山事故频发的原因来看,主要是由于我国矿山生产自动化程度低,矿山的大型设备如采矿机、液压支架等由于无法在复杂环境中获得其运动轨迹信息而导致设备仍然需要借助于人工干预才能完成自动化采矿工作,所以我们急切需要新的技术来彻底改变这一现状。随着物联网、认知无线电、无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSN）技术的蓬勃发展,我们便有了一种全新的理念来解决目前的现状。所以本文针对在复杂情况下无法监测运动物体的运动轨迹这一技术难点,设计了新型的智能无线节点数据采集系统,本系统的智能无线数据采集节点可以在复杂的环境中实时捕捉物体的运动轨迹,并且通过无线收发方式传把采集到的数据发送到汇聚节点。本系统由于采用OMAP-L138新型的数据处理芯片,使得系统具有超强的运算能力,在无线发送方面,我们采用发射芯片和射频增距芯片的新型设计使得信号发送距离更远。因为我们系统采用无线传感器节点的方式来实现实时监控,所以使得我们的系统具有功耗低、成本低、体积小等优点。考虑到近几年物联网快速发展,不同功能的传感器节点日益增多,所以对传感器节点进行了智能化的处理,传感器节点的智能化也必然是物联网日后发展的趋势。综上所述,本系统在监测运动物体的轨迹领域有着重要的理论以及实践意义。本文的主要工作有：第一,设计了系统的总体方案,从功能、硬件以及软件需求出发设计了整个系统的结构主要包括汇聚节点以及数据采集传感器节点；第二,设计了传感器节点的硬件以及软件部分,主要包括传感器芯片、发射芯片、天线以及外围电路元器件的选择,以及各个芯片的电路设计和接口电路设计,最后制成PCB板并且完成相应的驱动设计；第三,设计了针对本系统的通信协议,该协议充分考虑了实用性、扩展性、高效性等特点。
严冬,王瑞涛,陈俊生[10]（2014）在《基于STM32的低功耗无线传感器节点的设计与实现》文中认为无线传感器网络集成了传感器,嵌入式计算机和通信技术,具有广阔的应用前景。由于传感节点的硬件资源有限,如何采取有效措施降低网络的能耗以延长其工作时间是一个关键的问题。本文着重介绍了一种基于STM32L152VBT6芯片的超低功耗传感器节点的设计。为实现超低功耗的无线传感器网络的开发与应用提供了硬件支持。
二、网络化传感器节点的低功耗设计（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、网络化传感器节点的低功耗设计（论文提纲范文）
（1）一种近距离集群传感网络物联网信息采集系统设计研究方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 2 系统需求分析及可行性研究 |
| 2.1 系统总体需求 |
| 2.1.1 系统功能需求 |
| 2.1.2 系统性能需求 |
| 2.2 技术可行性分析 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 系统总体方案设计及确定 |
| 3.1 系统总体方案的设计 |
| 3.2 状态采集器与数据接收器注册方案 |
| 3.3 信息管理系统后台开发方案 |
| 3.3.1 后台开发方案对比 |
| 3.3.2 开发方案的确定 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于FXTH870902DT1 状态采集器方案设计和实现 |
| 4.1 状态采集器硬件方案设计和实现 |
| 4.1.1 硬件结构框架 |
| 4.1.2 硬件选型 |
| 4.1.3 原理图设计 |
| 4.1.4 PCB设计 |
| 4.2 状态采集器软件方案设计 |
| 4.2.1 开发平台 |
| 4.2.2 状态采集器软件基本框图 |
| 4.2.3 状态采集器发射协议 |
| 4.3 状态采集器软件方案实现 |
| 4.3.1 采集器各方案内容及对应流程图 |
| 4.3.2 状态采集器程序说明 |
| 4.4 低功耗方案设计及时限预测 |
| 4.4.1 状态采集器硬件低功耗方案 |
| 4.4.2 状态采集器软件低功耗方案 |
| 4.4.3 节点电池使用时限预测 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 基于MC9S12G64 数据接收器方案设计和实现 |
| 5.1 接收器硬件方案设计和实现 |
| 5.1.1 硬件结构框架 |
| 5.1.2 原理图设计和实现 |
| 5.1.3 PCB设计原则 |
| 5.2 接收器软件方案设计 |
| 5.2.1 开发平台 |
| 5.2.2 接收器软件方案设计 |
| 5.3 接收器软件方案实现 |
| 5.3.1 程序流程图及解析 |
| 5.3.2 下载验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 信息管理系统的设计与测试 |
| 6.1 信息管理系统的设计 |
| 6.1.1 系统架构功能设计 |
| 6.1.2 流程设定及功能具体描述 |
| 6.1.3 数据库设计 |
| 6.2 后台管理系统的实现 |
| 6.2.1 系统开发环境及主要相关技术 |
| 6.2.2 系统功能模块的实现 |
| 6.2.3 Socket通信接口的调用 |
| 6.2.4 系统数据库的实现 |
| 6.2.5 Web部署 |
| 6.3 信息管理系统测试 |
| 6.3.1 系统测试环境 |
| 6.3.2 系统测试内容 |
| 6.4 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 总结 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录及研究成果 |
（2）基于无线网络的船舶航向保持控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 船舶自动舵的研究现状 |
| 1.2.1 自动操舵仪的发展 |
| 1.2.2 自动舵的国内外研究现状 |
| 1.3 无线网络控制系统的研究现状 |
| 1.3.1 无线网络控制系统的常见问题 |
| 1.3.2 无线网络控制系统的国内外研究现状 |
| 1.4 无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.4.1 远程无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.4.2 近距无线网络在船舶中的应用研究 |
| 1.5 本领域待研究的问题 |
| 1.6 本文主要工作与内容 |
| 2 船舶无线传感器网络的节能优化研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 无线传感器网络操作系统的研究 |
| 2.2.1 无线传感器网络操作系统的设计目标 |
| 2.2.2 无线传感器网络操作系统的低功耗调度机制 |
| 2.3 Mindows操作系统 |
| 2.3.1 Mindows的文件组织结构 |
| 2.3.2 定时器触发的实时抢占调度 |
| 2.3.3 信号量 |
| 2.3.4 队列 |
| 2.4 基于Mindows操作系统的无线传感器网络节点低功耗设计 |
| 2.4.1 微处理器的低功耗设计 |
| 2.4.2 外围设备的低功耗设计 |
| 2.4.3 电池管理实现 |
| 2.5 测试与验证 |
| 2.5.1 基于Mindows的节点节能测试 |
| 2.5.2 节点节能对比测试 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于无线网络的船舶航向保持控制测试平台 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 仿真测试平台设计及工作流程 |
| 3.3 仿真平台各模块功能 |
| 3.3.1 近距无线网络模块 |
| 3.3.2 远程无线网络模块 |
| 3.3.3 船舶模型模块 |
| 3.3.4 本地和远程控制器模块 |
| 3.4 节点硬件设计 |
| 3.5 节点软件设计 |
| 3.5.1 传感器和路由节点软件设计 |
| 3.5.2 协调器节点软件设计 |
| 3.6 界面设计 |
| 3.7 仿真实例 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 基于灰色预测的船舶航向简捷鲁棒控制 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 船舶平面运动数学模型 |
| 4.2.1 状态空间型船舶平面运动数学模型 |
| 4.2.2 航向保持系统非线性数学模型 |
| 4.3 灰色预测算法 |
| 4.3.1 GM(1,1)基本预测模型 |
| 4.3.2 改进的GM(1,1)预测模型 |
| 4.4 船舶航向简捷鲁棒控制器 |
| 4.4.1 闭环增益成形算法 |
| 4.4.2 简捷鲁棒控制器的设计 |
| 4.5 仿真实例 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 基于冗余无线网络的船舶航向保持控制 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 从通信角度出发设计多路径ZigBee网络 |
| 5.2.1 并行不相交多路径路由发现 |
| 5.2.2 基于能量均衡的并行不相交多路径选择策略 |
| 5.3 从控制角度出发设计船舶航向保持控制器 |
| 5.3.1 基于WiNCS的船舶航向保持控制器设计 |
| 5.3.2 灰色预测模型 |
| 5.3.3 基于非线性的船舶航向保持积分Backstepping简捷鲁棒控制器 |
| 5.4 仿真研究 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读博士学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（3）网络化数字水听器的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 缩略词 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.2 国内外的研究现状和发展趋势 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.2.3 网络化数字水听器的发展趋势 |
| 1.3 本文主要研究工作及章节安排 |
| 第二章 网络化数字水听器的研究目标和总体设计 |
| 2.1 系统的技术指标 |
| 2.2 系统总体设计方案 |
| 2.3 基于IEEE 1451的网络化传感器 |
| 2.3.1 IEEE1451.2标准 |
| 2.3.2 IEEE1451.3标准 |
| 2.3.3 传感器TEDS数据规范 |
| 2.3.4 IEEE1451.x标准 |
| 2.4 系统关键技术研究 |
| 2.4.1 信号单端和差分比较 |
| 2.4.2 差分放大电路噪声分析 |
| 2.4.3 数据传输网络拓扑结构 |
| 2.4.4 同步设计 |
| 2.4.5 低功耗设计 |
| 2.5 系统关键器件选型 |
| 2.5.1 前置放大器选型 |
| 2.5.2 模数转换器的介绍和选型 |
| 2.5.3 控制器选型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 网络化数字水听器的硬件设计 |
| 3.1 信号调理电路设计 |
| 3.1.1 前置放大电路设计 |
| 3.1.2 程控增益放大电路 |
| 3.1.3 低通滤波器电路设计 |
| 3.2 高精度模数转换模块电路设计 |
| 3.3 FPGA及外围配置电路设计 |
| 3.4 网络化传感器的配置电路 |
| 3.5 数据传输电路设计 |
| 3.6 电源系统设计 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 网络化数字水听器的软件设计 |
| 4.1 程控增益控制模块 |
| 4.2 ADC控制模块 |
| 4.3 数据传输控制模块 |
| 4.4 通信软件模块 |
| 4.5 读TEDS软件设计 |
| 4.6 本章总结 |
| 第五章 系统联调及测试 |
| 5.1 测量环境 |
| 5.2 增益测试 |
| 5.3 带宽测试 |
| 5.4 噪声测试 |
| 5.5 功耗测试 |
| 5.6 ADC测试 |
| 5.7 数据通信测试 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（4）城轨交通车辆状态信息传感器网络设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状及分析 |
| 1.2.1 WSN与 RFID技术的发展历史与现状 |
| 1.2.2 国外铁路信息监控系统发展与现状 |
| 1.2.3 国内铁路信息监控系统发展与现状 |
| 1.3 主要研究内容及结构安排 |
| 第2章 车辆状态信息采集系统架构设计基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 车辆状态信息采集系统需求功能分析 |
| 2.3 车辆状态信息采集系统总体设计方案 |
| 2.4 车辆状态信息采集系统方案设计基础 |
| 2.4.1 站台环境对无线信号传播特性的影响 |
| 2.4.2 车辆状态信息传感器网络结构与数据融合方式 |
| 2.4.3 轴温感知及测量精度性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 车辆状态信息采集系统设计与实现 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 站台地面设备及车载设备(FFD)硬件设计 |
| 3.2.1 基带单板设计 |
| 3.2.2 射频单板设计 |
| 3.3 无线传感器节点设备(RFD)硬件设计 |
| 3.3.1 MCU最小系统低功耗设计 |
| 3.3.2 无线通信模块设计 |
| 3.4 激励唤醒模块设计 |
| 3.5 站台地面设备及车载设备(FFD)软件设计 |
| 3.5.1 软件系统构成 |
| 3.5.2 LINUX系统软件 |
| 3.5.3 LINUX应用软件 |
| 3.5.4 射频板MCU固件 |
| 3.5.5 射频板bootload软件 |
| 3.6 无线传感器节点设备(RFD)软件设计 |
| 3.6.1 软件系统构成 |
| 3.6.2 软件设计 |
| 3.7 传感器模块软件设计 |
| 3.8 激励唤醒模块软件设计 |
| 3.9 本章小结 |
| 第4章 无线传感器网络性能测试与系统功能验证 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 射频性能测试 |
| 4.2.1 工作频率和频率准确度 |
| 4.2.2 等效辐射功率 |
| 4.2.3 发射占用信号带宽 |
| 4.2.4 接收灵敏度 |
| 4.3 节点功耗测量及寿命估算 |
| 4.3.1 采集节点功耗测量 |
| 4.3.2 工作寿命、电池典型工作时间 |
| 4.4 温度采集功能测试 |
| 4.5 车辆状态信息传感器网络系统功能验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）基于能量收获技术的WSN压力传感器节点研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 绪论 |
| 1.课题研究的背景和意义 |
| 2.无线传感器网络概述 |
| 3.WSN国内外研究现状及发展趋势 |
| 3.1 国外研究现状 |
| 3.2 国内研究现状 |
| 3.3 研究热点及发展方向 |
| 4.论文的主要研究内容 |
| 第一章 无线传感器网络低功耗问题研究 |
| 1.1 WSN低功耗研究的必要性 |
| 1.1.1 低功耗设计的优点 |
| 1.1.2 WSN节点能耗分析 |
| 1.2 低功耗设计的基本方法与原则 |
| 1.3 无线通信技术 |
| 1.3.1 无线通信技术概述 |
| 1.3.2 ZigBee技术特点及应用 |
| 1.3.3 睡眠机制节能 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 WSN能量收获技术研究 |
| 2.1 WSN能量收获技术概况 |
| 2.1.1 太阳能量采集器 |
| 2.1.2 电磁能量采集器 |
| 2.1.3 振动式能量采集器 |
| 2.2 节点能量收获系统总体方案设计 |
| 2.3 压电式能量采集方案设计 |
| 2.3.1 压电能量收获技术的发展 |
| 2.3.2 压电振子发电性能理论研究 |
| 2.3.3 压电振子材料分析 |
| 2.3.4 压电振子振动响应分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于能量收获的无线压力传感器胎压监测系统设计 |
| 3.1 胎压监测系统（TPMS）技术概述 |
| 3.2 基于WSN节点的TPMS整体方案设计 |
| 3.3 胎压监测系统硬件设计 |
| 3.3.1 数据采集模块硬件选型及电路设计 |
| 3.3.2 无线通信模块的硬件选型及电路设计 |
| 3.3.3 胎压监测系统中供电模块的结构及安装方式设计 |
| 3.3.4 能量收获发电模块设计 |
| 3.4 系统低能耗的软件设计与实现 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 系统软件设计与调试 |
| 4.1 ZigBee协议栈Z-Stack的介绍 |
| 4.2 系统软件开发环境及上位机设计 |
| 4.3 无线传感器网络节点软件设计 |
| 4.3.1 数据采集软件程序设计 |
| 4.3.2 无线通信模块软件设计 |
| 4.4 系统软件调试 |
| 4.4.1 节点组网测试 |
| 4.4.2 数据通信功耗测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简介、发表文章及研究成果目录 |
| 致谢 |
（6）基于无线传感网络的液氯管道泄漏监测系统设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究目的和意义 |
| 1.2 国内外管道泄漏检测方法综述 |
| 1.3 无线传感网络简介 |
| 1.3.1 WSN技术 |
| 1.3.2 WSN技术的发展历史及其现状 |
| 1.3.3 WSN技术的特点 |
| 1.3.4 WSN技术在危险化学品泄漏监测中的应用 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 系统的总体设计 |
| 2.1 系统功能及指标 |
| 2.2 无线数据传输 |
| 2.2.1 ZigBee节点类型 |
| 2.2.2 ZigBee网络拓扑结构 |
| 2.3 系统设计方案 |
| 2.4 主要器件选型 |
| 2.4.1 无线传输模块选型 |
| 2.4.2 氯气浓度传感器的选型 |
| 2.4.3 风速传感器的选型 |
| 2.4.4 风向传感器的选型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 系统硬件设计 |
| 3.1 系统硬件结构 |
| 3.2 电源管理电路设计 |
| 3.3 信号调理电路的设计 |
| 3.3.1 氯气传感器信号调理电路 |
| 3.3.2 风速信号调理电路 |
| 3.3.3 风向传感器信号调理电路 |
| 3.3.4 电池电量检测电路 |
| 3.4 USB转串口电路设计 |
| 3.5 节点装置设计 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 系统软件设计 |
| 4.1 系统软件结构 |
| 4.2 汇聚节点的软件设计 |
| 4.2.1 无线接收程序设计 |
| 4.2.2 数据传输格式 |
| 4.3 传感器节点软件设计 |
| 4.3.1 无线发送程序设计 |
| 4.3.2 数据采集程序设计 |
| 4.4 低功耗软件设计 |
| 4.5 监控计算机的软件设计 |
| 4.5.1 实时状态显示 |
| 4.5.2 泄漏报警记录查询 |
| 4.5.3 数据曲线查询 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 实验与分析 |
| 5.1 系统测试 |
| 5.1.1 低功耗测试 |
| 5.1.2 系统标定 |
| 5.2 模拟现场试验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者及导师简介 |
| 附件 |
（7）XX子弹药自组织网络及目标探测技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 可抛撒XX子弹药国内外研究现状 |
| 1.3 相关技术研究进展 |
| 1.3.1 XX子弹药自组织网络技术 |
| 1.3.2 XX子弹药自定位技术 |
| 1.3.3 XX子弹药目标探测技术 |
| 1.4 本文的研究内容及行文安排 |
| 2 XX子弹药网络化引信基础理论架构 |
| 2.1 XX子弹药网络化引信基本理论及设计 |
| 2.2 无线网络通信原理 |
| 2.2.1 无线通信技术 |
| 2.2.2 无线局域网 |
| 2.3 XX子弹药探测原理 |
| 2.3.1 被动声探测原理 |
| 2.3.2 超声波主动探测原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 近地面草丛遮蔽无线信道模型及自组织网络构建 |
| 3.1 自由空间无线电信号路径损耗模型 |
| 3.2 复杂环境下无线信号路径损耗模型 |
| 3.3 近地面草丛遮蔽无线信道路径损耗模型 |
| 3.3.1 信道测量方案 |
| 3.3.2 信道模型与分析 |
| 3.4 XX子弹药自组织网络构建 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 稀疏型网络节点高精度自定位迭代算法 |
| 4.1 问题描述与典型的自定位算法 |
| 4.1.1 质心自定位算法 |
| 4.1.2 APIT自定位算法 |
| 4.1.3 DV-hop自定位算法 |
| 4.2 RSSI-RVI节点自定位算法与迭代优化 |
| 4.2.1 RSSI-RVI节点自定位算法 |
| 4.2.2 RSSI-RVI算法迭代次数减小方法 |
| 4.3 RSSI-RVI节点自定位算法仿真 |
| 4.3.1 3个锚节点自定位仿真 |
| 4.3.2 4个锚节点自定位仿真 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 增强型超声波车辆全向探测机理 |
| 5.1 增强型超声波形成机理研究 |
| 5.1.1 超声波波束号筒增强原理 |
| 5.1.2 增强型超声波换能器仿真优化设计 |
| 5.2 超声波周向扫描车辆探测机理 |
| 5.2.1 超声波周向扫描最高转速 |
| 5.2.2 扫描转速与脉冲频率匹配及目标捕获率研究 |
| 5.3 低功耗主被动声传感器车辆探测机理 |
| 5.3.1 主被动声探测方案设计 |
| 5.3.2 主被动声探测控制算法 |
| 5.3.3 超声波阵列探测全向探测模型 |
| 5.4 磁与超声波复合车辆过顶探测机理 |
| 5.4.1 磁轴偏转对探测性能的影响 |
| 5.4.2 系统结构及工作原理 |
| 5.4.3 复合探测车辆位置识别算法 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 无线声传感器网络车辆目标定位与跟踪算法 |
| 6.1 WASN抛撒区域外围目标定位算法 |
| 6.1.1 四元无线声传感器阵列区域外目标定位算法 |
| 6.1.2 四元无线声阵列目标定位算法误差源分析 |
| 6.1.3 节点选择算法 |
| 6.2 WASN抛撒区域内部目标定位与跟踪算法 |
| 6.2.1 基于WLLS的声源目标定位算法 |
| 6.2.2 基于WLLS声源目标定位算法误差源分析 |
| 6.2.3 能源有效节点选择算法 |
| 6.2.4 改进的卡尔曼滤波的目标跟踪算法 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 XX子弹药网络化引信系统设计与试验验证 |
| 7.1 XX子弹药自组织网络设计与试验 |
| 7.1.1 XX子弹药引信自组织网络系统设计 |
| 7.1.2 北斗二代定位及节点双向通信试验 |
| 7.1.3 静止抛撒试验 |
| 7.2 具有全向探测能力的超声波节点设计与试验 |
| 7.2.1 超声波测距范围验证试验 |
| 7.2.2 超声波探测环境试验 |
| 7.2.3 主被动声传感器节点全向探测试验 |
| 7.2.4 磁与超声波复合车辆位置识别试验 |
| 7.3 无线声传感器网络车辆目标定位试验 |
| 7.3.1 无线声传感器网络节点设计 |
| 7.3.2 Y型四元无线声传感器阵列目标定位试验 |
| 7.3.3 抛撒区域内部声源目标定位试验 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 总结与展望 |
| 8.1 全文的工作总结 |
| 8.2 本文的创新点 |
| 8.3 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（8）浅析无线传感器网络节点低功耗设计（论文提纲范文）
| 引言 |
| 一、传感器节点硬件设计 |
| 二、传感器节点软件设计 |
| 三、结束语 |
（9）物联网智能无线节点数据采集系统设计与实现（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.4 本文的组织结构 |
| 第2章 相关技术介绍 |
| 2.1 传感器技术介绍 |
| 2.1.1 温度传感器 |
| 2.1.2 压力传感器 |
| 2.1.3 陀螺仪 |
| 2.1.4 加速度传感器 |
| 2.2 短距离无线传输技术 |
| 2.3 总线技术 |
| 2.3.1 I~2C总线技术 |
| 2.3.2 SPI总线技术 |
| 2.3.3 GPIO总线技术 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 系统总体方案设计 |
| 3.1 系统需求分析 |
| 3.1.1 功能需求 |
| 3.1.2 硬件需求 |
| 3.1.3 软件需求 |
| 3.2 系统层次设计 |
| 3.3 系统总体结构 |
| 3.4 系统的低功耗设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统硬件设计 |
| 4.1 系统硬件总体设计 |
| 4.1.1 硬件设计原则 |
| 4.1.2 系统构成 |
| 4.2 无线数据采集节点的硬件设计 |
| 4.2.1 节点硬件设计基本流程 |
| 4.2.2 核心处理器的选择 |
| 4.2.3 传感器芯片的选择 |
| 4.2.4 无线收发芯片的选择 |
| 4.2.5 天线选择 |
| 4.2.6 电路设计 |
| 4.2.7 绘制PCB版 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 系统软件设计 |
| 5.1 系统软件总体设计 |
| 5.2 DSP接口驱动开发 |
| 5.2.1 电源休眠控制器 |
| 5.2.2 I~2C驱动开发 |
| 5.2.3 SPI驱动开发 |
| 5.2.4 GPIO驱动开发 |
| 5.3 芯片驱动开发 |
| 5.3.1 温度传感器驱动开发 |
| 5.3.2 六轴传感器驱动开发 |
| 5.3.3 压力传感器驱动开发 |
| 5.4 通信协议设计 |
| 5.5 系统软件实现 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 系统测试 |
| 6.1 实验测试 |
| 6.1.1 系统测试环境 |
| 6.1.2 系统测试方案 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 存在的问题及展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）基于STM32的低功耗无线传感器节点的设计与实现（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 低功耗无线传感器设备硬件系统结构 |
| 2 低功耗无线传感器设备硬件设计 |
| 2.1 低功耗无线传感器设备核心处理电路设计 |
| 2.1.1 主控制器电路 |
| 2.1.2 电源管理电路 |
| 2.1.3 电池能量检测电路 |
| 2.1.4 外围接口电路 |
| 2.2 无线收发电路设计 |
| 2.3 数据采集部分电路设计 |
| 3 节点低功耗设计 |
| 3.1 硬件低功耗设计 |
| 3.2 软件低功耗设计 |
| 4 实物展示 |
| 5 结束语 |
四、网络化传感器节点的低功耗设计（论文参考文献）
- [1]一种近距离集群传感网络物联网信息采集系统设计研究方法[D]. 杨雯. 青岛科技大学, 2021(01)
- [2]基于无线网络的船舶航向保持控制研究[D]. 姜日凡. 大连海事大学, 2020(04)
- [3]网络化数字水听器的研究与设计[D]. 张颐婷. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [4]城轨交通车辆状态信息传感器网络设计与实现[D]. 张中星. 哈尔滨工业大学, 2018(02)
- [5]基于能量收获技术的WSN压力传感器节点研究[D]. 陈曦. 东北石油大学, 2017(02)
- [6]基于无线传感网络的液氯管道泄漏监测系统设计[D]. 白志亮. 北京化工大学, 2016(03)
- [7]XX子弹药自组织网络及目标探测技术研究[D]. 朱海洋. 南京理工大学, 2016(06)
- [8]浅析无线传感器网络节点低功耗设计[J]. 路洪博. 信息系统工程, 2015(12)
- [9]物联网智能无线节点数据采集系统设计与实现[D]. 康德龙. 东北大学, 2014(08)
- [10]基于STM32的低功耗无线传感器节点的设计与实现[J]. 严冬,王瑞涛,陈俊生. 科技视界, 2014(02)