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  • LED照明走向“私人定制” LED让光变成材料

      在照明领域,LED作为一种新型的绿色光源备受世人瞩目,随着LED照明在整个照明行业中的渗透率持续提高,LED将逐渐替代传统照明,智能控制时代正在来临。   清华大学建筑学院张昕博士认为,LED和创新密不可分,LED可以调光谱、调强度,通过研究每一个人的光谱曲线,可以有针对性的去设计符合特定对象需求的光谱数值,用户需要什么样的光就可以设计什么样的光,也就是说灯光可以实现定制。   LED让光变得个性化   人类对照明的研究历史可追溯至百年之前。第一件事就是对世界各地不同种族、年龄、性别的人进行眼睛的研究,并用一条类似正态分布曲线呈现世界各地的人眼水平。然后,科学家根据人眼对光的响应趋同,找到了适合的材料——硅光电池和硒光电池。随后,人类才开始了对室内照明标准照度的研究。   LED的突破之处就与人类照明研究的第一件事有关。张昕说,“人眼对光的响应有一个全球的平均数。比如,按照美国的照明标准,如果小孩用的话是150,中年人300,老年人是600,在我们国家还是统一用300。实际上,每个人有每个人不同的光谱响应曲线,但现在对所有人适用的是同一条曲线,用同一个照度计得到同一个勒克斯值来衡量。”   他指出,人跟植物需要的光在以前是没有区别的,但有了光谱分析技术后,农业专家就可以去研究每种作物在不同光谱之下的响应情况,分析什么样的光谱更适合植物生长。通过LED调光可以完成日照轨迹、强度、光谱等变化,从而针对每种作物生长所需的不同光照条件,提供恰当的照明环境,可以缩短作物生长周期或提供单位面积的产量。   同样的道理,如果能测出每个人不同的光谱需求,通过LED光源与灯具的结合,使灯具具有光谱调节功能,就可以让用户在使用中根据需求选择最适宜的灯光。   “现在有人开始做医疗照明、光生态,研究人对光谱的响应,至少可以区分不同的病人需要什么样的光谱。”张昕指出,这些相关的研究都和照明企业的支持分不开,国内企业还没有去关注这么基础领域的研究,但像飞利浦等国际照明巨头已经着手研究。   灯光需要做到自动分析   数字化、智能化对照明的影响是极其深远的,但在张昕看来,照明还没有真正迎来智能化。目前,国内的智能照明还没有上升到自动分析的层面,只是根据人的变化、场景的变化开启不同的照明强度。   照明和视觉相关,视觉又与人的眼睛、瞳孔相关,人眼观察外部世界并将信息反馈到大脑,这个过程产生的数据量非常之大。实际上,如果能将照明和这些数据建立联系,那么将大大丰富照明的应用空间。当然,这背后需要大数据和高速运算作为技术支撑。   张昕举例说,一个人到超市买啤酒,他是怎么找到想要的那瓶啤酒的呢?首先他的眼睛会在众多品牌之间做扫描,最终会聚焦到一个品牌。在这3秒左右的扫描时间内,眼睛在不同聚焦点的跳变是一个大数据,通过眼动仪可以把这个数据捕捉下来。如果这些数据能跟灯的数据发生联动,也就是说,灯如果能够获知人进超市后怎么看、看什么,那么在人眼聚焦的地方灯光就可以做得更亮一些,这样光与人的视觉就紧密的联系在了一起。   谈起照明的未来,张昕分析说,在成本不是问题以后,照明一定会走向专属定制,然后要自动分析,人不需要参与照明的分析过程。他认为,通过IPAD、手机或用无线传感调光,实际上人都在参与这个控制过程,其实最好的控制就是“不控制”,达到“人随心所欲的生活,光跟着你亮”的效果。

    时间:2020-09-01 关键词: led照明 光谱分析 无线传感

  • 无线传感网络关键技术及应用探析

    1概述 1.1无线传感网简介 无线传感网络是集数据采集,信息传输,信息处理等多个技术为一体的综合智能信息系统。它融合了电子技术,计算机技术,无线通信技术,分布式信息处理等理 论,能够实时监测并感知其覆盖区域中的环境以及各被监控对象的状态,而后将数据信息通过无线传输方式发送到到控制中心,供观察者进行处理。 1.2无线传感网络的特点 和传统网络通用的模式不同,WSN可以针对不同的应用,需要调整自身的配置,如节点密度,通信协议等,其主要特点如下。 (1)节点能量受限。WSN中的节点通常由电池供电,由于电池的容量一般不能维持节点正常工作时间过长,并且无线传感节点往往部署于野外环境中,无法及时充电或更换电池,当电池电量耗尽,节点也就随之失效。 (2)节点处理能力受限。无线传感网络中的节点受体积和成本的影响,内存和处理器均不能和普通计算机相比,其处理程序和运算数据的能力也有限,这决定了无线传感网络的节点设计不能过于复杂。 (3)WSN是一种自组织网络。传感器节点通过自组织分布形成WSN,网络大多数采用Adhoc方式进行配置,网络中的每个节点中同时充当主机和路由器的 角色,具有路径寻址和维护功能。由于传感器节点自身的特点,网络拓扑结构经常发生变化,因此要求节点需要有维护动态路由的功能,以保证网络正常工作。 (4)以数据为中心。在无线传感网络中,为了节省能量的消耗,要求在保证通信质量的前提下,尽可能的减少信息传输量,只需将用户关心的信息数据进行搜集传输,即WSN是一种以数据为中心的网络。 2无线传感网络的关键技术 2.1网络的自组织和自我管理 WSN采用无线自组织方式进行组网,节点放入检测区域后,搜集被检测信息,并把这些信息发于邻接节点,并将其周围的链路连接信息发回给sink节点,sink节点把从所有信息进行汇总分析后,可得到网络的拓扑结构和传输路由等信息。 WSN的拓扑形式一般有三种:簇方式、 平面结构、栈结构。三种结构各有利弊,需在具体的应用中灵活选取,当节点失效或加入新节点而导致网络拓扑变化较大时,需要能很快的适应这种变化,快速的使网络正常工作,即WSN需要良好的自适应性。 2.2节点软硬件系统集成 无线传感网络中的每个节点都是嵌入式系统,包括电源系统,存储器,微处理器,无线收发模块等。近年来,随着芯片技术、嵌入式技术。MEMS技术的发展,已 经可以将这些部件很好的集成。由于节点能量有限,在设计部件如:无线收发器和微处理器要求其功耗较小,且能自动节省能量,比如休眠模式等,以便在不参与工 作时候消耗较低的电量。这些功能需要通过操作系统来集成,目前最常用的操作系统有uC-OS-2、嵌入式linux、TInyOS操作系统,这些操作系统 具有内核小,模块化设计,占用资源少等特点,可以大大提无线传感网络性能。 2.3相关的网络协议 WSN和传统网络在职能上有较大的不同。传统网络是以传输数据为中心,中间的节点主要进行数据的转发,而不需要处理分析数据的。而传感器网络是以数据为中 心,中间节点不仅仅只是将数据进行转发,还需要进行数据的有效融合和其他处理等功能,因此传统Ad-自组织网络的协议并不完全适合无线传感器网络的特点和 要求,因此所以在路由选择上也必须有更加适合的协议。 2.4能源管理 在WSN中,为了节省能量,不管是节点自身还是通信协议都需要更为合理的设计,以适应节点在工作和休眠之间的转换的需要。可以通过在应用层、网络层、接入 层协议的控制,引入能源控制的理念,以延长网络的生存时间。此外,还可以通过将链路层应答和网络层应答跨层结合起来进行设计,既可以满足性能的要求,也可 降低功耗。 2.5无线传感网络的安全问题 无线传感网络由于其传输信道的特殊性,其安全问题更显得尤为重要。例如802.11无线协议就存在严重的安全漏洞,黑客可以通过软件和硬件工具来干扰无线网络。目前的无线传感器网络安全研究有:信息认证、信息加密、入侵检测、防止而已攻击等。 3无线传感网络的应用分析 无线传感网络随机分布的特点,广泛用于环境、医疗和家庭办公等。 3.1环境监测 传感器网络节点的成本较低、容易布局的特点非常适合环境监测,比如在水环境应用中,针对水环境监测和WSN各自的特性,重点研究数据融合和聚集技术,以保证水污染等报警的正确率;此外还可以应用在鸟类、昆虫的迁徙跟踪,大面积地质结构监控,森林火灾的预警等方面。 3.2医疗方面 无线传感网络在医疗方面的应用有:对人类生理数据的无线监测,WSN可以长期收集人类的生理数据,供医学部门研究应用;在医院对医护人员和患者进行监控和 追踪,让患者佩戴完成特殊任务的微型传感器,可以监视患者的心率,血压、体温等指标,医生可以实时保持与患者的联络。从而能及时的处理问题。 3.4家庭及办公自动化 随着技术的发展,传感器网络可以嵌入吸尘器、微波炉、冰箱等家用电器,这些电器可以通过手机,PDA、手机和传感器节点一起,接入到英特网中,用户可以与 其进行交互,方便远程监控和操作使用;也可以将传感器放在书本,办公文档和其他文件中,就能准确定位这些文件的位置,实现办公自动化。 4结语 无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代无线网络,在社会生产和人民生活各方面都有着广阔的应用前景。本文介绍了无线传感器网络的特点,讨论了无线传感器网络的关键技术和在工业、环境、人民生活等方面的应用。

    时间:2020-08-29 关键词: wsn 无线传感

  • 无线传感技术的出现有什么意义

    无线传感技术的出现有什么意义

    环境监测: 我国科学家在海拔4093米的南极冰穹A地区,布设监测冰雪变化的“智能尘埃”网络,将南极冰雪表面数据与空中的遥感卫星监测数据相结合,对南极冰穹开展天地一体的监测研究。 便携式心脏监护器 监护器内整合了电极、生物传感器、微型计算机芯片和无线发射电路。 将监护器安置在患者身上或植入体内,24小时监测心律不齐症状。医生通过无线网络可以及时了解每位病人的病情。 这种便捷诊断可以大范围实施,并可降低急救成本。 无线传感器网络的意义 1、无线传感器网络引起了全世界的关注,被认为是继互联网之后的第二大网络。 2、无线传感器网络被称为21世纪最具影响的技术之一;是改变世界的十大新兴技术之首;是全球未来的四大高新技术产业之一。 3、在无线传感器网络研究及其应用方面,我国与发达国家几乎同步启动,它已经成为我国信息领域,位居世界前列的少数项目之一。

    时间:2020-05-27 关键词: 无线传感

  • 通过无线传感贴片能够追踪早产儿的状态

    通过无线传感贴片能够追踪早产儿的状态

    (文章来源:DIGITIMES) 每年有1500万名早产儿,需要住在新生儿加护病房观察,其中有多达100万名无法活过1岁。那些住在新生儿加护病房或小儿科加护病房的孩童,都要持续接受复杂的传感器监控,每个传感器还要连接病人监测器,怪不得这些仪器会妨碍家长跟孩子接触。 为此,西北大学(Northwestern University)工程团队研发出有弹性的无线传感贴片,跟有线仪器一样能够收集生命特征数据,由于材质柔软有弹性,适合用在新生儿脆弱的肌肤,加上采用无线设计,方便家长和新生儿肌肤接触。 无线传感贴片可追踪心跳、呼吸率、体温、血氧浓度等,也可以监测身体活动和定位,记录心跳声和哭声等,甚至准确预测收缩压。 更重要的是,这些传感器内建电池,制造成本又低,适用于资源不足的地区。为了让发展中国家也能够享用这项新科技,研发团队内建轻薄的充电电池,进而提供传感贴片稳定可靠的电源,不仅造福乡村地区,也实现了无线监测理念。 除了监控新生儿的健康状态,还可以追踪孕妇和其他住院成人,例如确认孕妇的健康状态,让孕妇顺利生产,降低难产的风险。目前已经在芝加哥两家医院完成全方位测试,测试结果刊登在《自然医学》(Nature Medicine)期刊上。 西北大学的研发团队表示,他们设计出平价的临床等级监测技术,发挥软电子仪器(soft electronics)的概念,达到安全、简单使用和病人本位的目标。      

    时间:2020-04-26 关键词: 健康监测 无线传感

  • 无线传感贴片成本低可追踪早产儿状态

    无线传感贴片成本低可追踪早产儿状态

    据统计,每年有1500万名早产儿,需要住在新生儿加护病房观察,其中有多达100万名无法活过1岁。那些住在新生儿加护病房或小儿科加护病房的孩童,都要持续接受复杂的传感器监控,每个传感器还要连接病人监测器,怪不得这些仪器会妨碍家长跟孩子接触。 为此,西北大学(Northwestern University)工程团队研发出有弹性的无线传感贴片,跟有线仪器一样能够收集生命特征数据,由于材质柔软有弹性,适合用在新生儿脆弱的肌肤,加上采用无线设计,方便家长和新生儿肌肤接触。 无线传感贴片可追踪心跳、呼吸率、体温、血氧浓度等,也可以监测身体活动和定位,记录心跳声和哭声等,甚至准确预测收缩压。 除了监控新生儿的健康状态,还可以追踪孕妇和其他住院成人,例如确认孕妇的健康状态,让孕妇顺利生产,降低难产的风险。目前已经在芝加哥两家医院完成全方位测试,测试结果刊登在《自然医学》(Nature Medicine)期刊上。 西北大学的研发团队表示,他们设计出平价的临床等级监测技术,发挥软电子仪器(soft electronics)的概念,达到安全、简单使用和病人本位的目标。 此外,这些传感器内建电池,制造成本又低,适用于资源不足的地区。为了让发展中国家也能够享用这项新科技,研发团队内建轻薄的充电电池,进而提供传感贴片稳定可靠的电源,不仅造福乡村地区,也实现了无线监测理念。

    时间:2020-04-14 关键词: 健康监测 无线传感

  • 无线传感器为什么对物联网革命如此重要?

    无线传感器为什么对物联网革命如此重要?

     目前,市场上有许多不同类型的无线传感器。许多无线网络包含数百甚至数千个无线传感器。这些设备已经广泛应用于各个领域,包括零售、农业、城市规划、安全和供应链管理等无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点,由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点,通过自组织的方式构成网络。我们都知道,物联网的基础是无线传感器技术。该技术支持在长时间内收集有关周围环境的信息,而无需人工参与。无线传感器可以测量各种变量,从空气温度到振动。下面,我们就细细来探究一下无线物联网传感器的工作原理及作用吧! 一、无线传感器的作用是什么 无线传感器收集有关当地情况的数据,并与其他功能强大的组件或平台共享分析结果,以供进一步处理。传感器通常分布在范围较大的地理区域,并被编程与中央集线器、网关和服务器进行通信。无线传感器的一个主要优点是,它们需要的维护水平较低、功耗也低。充一次电或更换一次电池后,传感器可以支持物联网应用运作数年。在建设无线网络方面,开发人员面临的问题之一是如何在该领域配置无线传感器。传感器或“节点”必须以支持网络开发人员总体目标的方式分布。 二、无线传感器的布网方式 无线传感器常见的两种布网是星型拓扑和网状拓扑。网状拓扑是指传感器可以尽可能多的连接到邻近节点的网络。换言之,数据可以从一个节点“跳”到另一个节点,而不必遵循特定的路由或传感器层次结构。连接问题对网络性能的危害较小,因为数据可以采取多种途径到达处理组件。鉴于新的传感器只需要连接到现有的节点,网格拓扑也很容易扩展。另一方面,网状拓扑的成本十分昂贵,且很难维护。有那么多的连接需要创建和管理,随着网络的发展,这将变得更加具有挑战性。 星型拓扑是指每个传感器直接连接到中央网关或集线器的网络。这些集线器接收传感器信息并将其传输到其他应用程序进行处理。在这种布局中,节点之间不直接通信。与网状网络相比,因为需要更少的连接,星形网络更具成本效益。但由于任何新的传感器都必须连接中央集线器,而中央集线器的容量又有限,扩展网络就成了一大难题。 三、无线传感器以前是如何通信的 直到现在,蜂窝技术还是广域网连接常见的选择。但是,蜂窝技术成本较高,并会消耗大量的能耗,这并不适合于远距离、低功耗的设备,如无线传感器。除了蜂窝技术之外,WiFi、蓝牙(BLE)和Zigbee也可以支持无线传感器网络。这些标准也属于“传统无线解决方案”范畴,但均有其优缺点。 WiFi是当今商务办公和家庭中应用广泛的无线技术之一。WiFi使用2.4GHz和5GHzISM频段。因为WiFi普及程度较高,所以利用现有的网络来连接无线传感器是相对容易的。然而,WiFi信号很难穿透墙壁,这对远程应用是不利的。此外,WiFi网络由本地路由器管理,这些路由器可能并不总是具有用于更新传感器密钥的直接用户界面。 BLE是一种与传统蓝牙技术不同的低功耗协议。BLE使用2.4GHz频段传输少量信息。与WiFi相比,无线标准的使用成本更低;然而,在通过墙壁或远距离发送数据时也存在同样的问题。此外,由于不少其他设备和标准使用2.4GHz频段,BLE容易受到信号干扰。ZigBee是一种无线标准,它依赖于Mesh网络来支持单个网络中的大量节点(>65k)。ZigBee对于不需要太多带宽的无线传感器网络来说是理想的选择。Zigbee的一个缺点是,为了共享信息以进行处理,某些传感器必须始终处于工作状态。因此,Zigbee的功耗还是偏高的。 四、无线传感器实用的通信标准是什么 虽然传统的无线标准是有效的,但一种新的,对无线传感器网络更具效益的标准已经出现。低功耗广域网(LPWANs)作为远距离数据传输的关键技术正在不断发展壮大,LPWANs可以支持数十亿传感器,并将大量用于物联网应用。与传统标准相比,LPWANs具有一些优势。首先,可以更低的比特率传输信息。只需进行一次电池充电,传感器就可以在LPWANs上运行几年。由于数据可以远距离传输,LPWANs还可以支持覆盖广大地理区域的传感器。 从成本角度来看,在LPWANs上部署无线传感器比其他方法更具性价比。由于数据速率太低,硬件需求就不那么强烈了。使用LPWANs有几个缺点。LPWAN不太适合于涉及大数据包的应用程序。需要传输更多数据的传感器网络应该使用更大容量的蜂窝或短距离WiFi、BLE和Zigbee网络。此外,LPWANs使用未经许可的无线电频率,从干扰的角度来看,这可能更难管理。 五、构成无线传感器网络的必备要素是哪些 设计无线传感器网络有几个关键特性行持续的维护和更换。首先,应该易于在网络中定位节点。当开发人员知道在哪里可找到他们所有的设备时,进行传感器的维护(比如更换电池和更新组件)就容易多了。 第二,传感器网络应该能够承受节点故障而不会造成广泛的干扰。拓扑在网络如何处理连接性的问题中起着重要作用。部署无线传感器网络的用户必须选择能够承受组件故障的拓扑结构。第三,网络应该易于扩展。开发人员必须能够有效地扩展他们的无线传感器网络,同时,不必投入大量的资金。最后,功耗。使用的无线传感器应与物联网应用程序的数据需求保持一致。否则,网络管理员可能会花费大量的时间和资金进 六、无线传感器如何为万物互联赋能 已经有很多真实的例子说明无线传感器技术如何被广泛应用于不同的行业和应用中。安防部门在很多方面都采用了无线传感器技术。使用无线传感器,组织可以监视其场所,识别可疑活动,并跟踪有价值的资产。银行可以为员工将无线按钮转换为紧急按钮,零售商可以在每个建筑物的接入点上安装无线窗口传感器。房主还可以使用无线空气传感器来检测空气中的有害气体,如一氧化碳。 在公用事业管理方面,无线传感器有助于实现关键系统之间的自动化通信,并经行预测性报修。例如,可以在墙上安装漏水传感器,以检测水管故障或冬季可能爆裂的管道。服务器机房和数据中心正在使用无线绳索传感器来检测计算机硬件附近是否存在水珠。无线传感器还支持灾害管理工作。在桥梁上安装无线传感器,可以探测超过某一阈值的水位,从而表明该地区有可能出现山洪。大型机械工厂正在使用无线振动传感器,在设备故障发生前进行预测。在医疗保健领域,无线传感器可实时监控病人,无线按钮可作为PERS设备的高级护理设施。湿度传感器正在帮助医院设施管理人员为病人保持健康的环境条件。 零售商和杂货店正在地板上使用无线传感器来为顾客创造积极的体验。洗手间安装了无线推送传感器,这样购物者就可以指示何时需要清洁。无线空气温度设备也可在商店监控冰箱中的冷藏商品。这些只是无线传感器网络如何提高生产生活的效率,并以积极的方式影响生活的几个例子。随着物联网领域的持续发展,期望看到更多创新的传感器应用改变现代社会的案例。 七、应用于无线传感器的LPWANs有哪些 用于无线传感器的三种主要LPWANs是LoRa、SigFox和NB-IoT。 LoRa是一种被广泛接受的标准,它使用线性调频扩频调制方案在非常远的距离上传输数据。LoRa是LoRaWAN(通过网关或LoRaWAN网络提供商连接无线传感器)公开可用的层规范。LoRaWAN具有比SigFox更高的带宽,并且可以在有干扰的环境中更有效地传输数据包。 使用LoRaWAN,数据可以在网关和网络服务器之间通过加密消息发送。服务器对最终发送到最终应用程序的数据进行身份验证和解密。用户可以通过LoRaWAN直接向无线传感器发送消息以重新配置设备。 LoRaWAN传感器根据传感器发送和接收消息的能力分为三类。A类设备一直处于休眠模式,直到有东西可传输。这些传感器可以随时发送上行消息,这使得它们在无线传感器和执行器网络(WSAN)中作用重大。 B类传感器为设备安排窗口以接收来自服务器的下行消息。C类传感器为消息维护一个打开的接收窗口,直到它们需要传输信息。因此,C传感器可以实现低延迟通信,但比其他类型的传感器消耗更多的功耗。 对于所有这些LoRaWAN传感器类型,网络开发人员必须有适当的网关硬件来接收数据并将信息传递给服务器。 SigFox使用超窄带传输将无线传感器直接连接到基站。该标准已在55个以上的国家/区域覆盖,并可以在美国以600bps的速率支持每个子频段超过100个以上的信道。但是,数据包仅限于12个字节,而且该标准不允许消息ACK(确认字符)。SigFox用户按每台设备和每天发送的上行与下行消息数量付费。 NB-IoT利用现有的蜂窝塔基础设施为低功耗设备提供广泛的覆盖范围。该标准采用保护带窄通道,以避免干扰,并能很好地穿透室内环境。2018年,T-Mobile通过4G网络增加了NB-IoT的覆盖范围。

    时间:2020-01-13 关键词: 无线传感器 万物互联 无线物联网传感器 无线传感

  • OpenWrt实现无线传感器网络协议介绍

    OpenWrt实现无线传感器网络协议介绍

     大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,能够通过自组织方式构成网络。传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据。 随着微电子技术、传感器技术和嵌入式系统的发展和完善,微型化、低功耗传感器的成本大幅度下降,能力显著提升,从而促进了无线传感器网络的快速发展。无线传感器网络主要应用于军事战场、科学研究、商业应用、工业控制、环境保护等领域,具有多方面的应用价值和广泛的应用前景。移动感知网是部署在特定区域中的无线传感器网络,该网络利用无线路由器与特定区域内的多种异构网络互连,从而及时地与数据中心交互。因此,适用于特定区域的无线传感器网络路由协议以及能够支持该协议的无线路由器是移动感知网的核心技术。 本课题的工作成功地在无线路由器操作系统中添加了一个新的网络协议,增加了路由器的功能,为无线传感器网络提供了一个连接外界网络的接口,从而为无线传感器网络进一步的应用研究打下了坚实的基础。 本课题来源于国家高新技术领域项目“移动计算系统接口与集成技术”,课题的目的是为无线路由器添加对移动感知网路由协议的支持。为此,在本课题中,首先研究了无线传感器网络路由协议;然后研究分析了嵌入式路由器操作系统OpenWrt的网络体系结构以及网络协议的实现方式;最后,以 OpenWrt为平台,设计实现了适用于特定环境的无线传感器网络路由协议HITSENET,并对HITSENET路由模块进行了全面测试,测试结果说明HITSENET实现完全符合设计目标。

    时间:2019-12-24 关键词: 无线传感器网络 传感器节点 hitsenet 无线传感

  • 无线传感器网络应用介绍

    无线传感器网络应用介绍

     从21世纪开始,传感器网络引起学术、军事和工业界的极大关注,美国和欧洲相继启动很多有关无线传感器网络的研究计划。无线传感器网络是涉及传感器技术、计算机网络技术、无线传输技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术、微电子制造技术、软件编程技术等多学科交叉的研究领域,它具有鲜明的跨学科研究的特点。 首先,从路由协议方面着手进行分析。路由协议主要用来对相应的传感器sink节点及传感器间进行路由的指导,从而保证网络中数据信息的有效传递,为相关决策的制定提供信息依据。在传感器网络实际运行时,传感器节点能耗较多,因此需要加大对能量节约的重视,只有满足这一要求,才能保障传感器网络使用寿命。当前有关传感器网络系统的研究主要加大了这一问题的探讨,在实际建设网络系统时,不能只关注节点状态信息,容易造成路由协议过于复杂。其次,在节能降耗方面。无线传感器网络内部节点分布较多,并且设置范围较广,要想保证系统长期稳定运行,不能依靠定期更换电池来为网络运行提供能量的方法。另外,为了减少能量损耗,要尽可能减少冗余信息,避免能量在无用信息上应用过多。 无线传感器网络是物联网中的主要构成部分,能收集各项活动运行中产生的信息,在社会多个领域有很好应用。本文主要围绕无线传感器网络研究现状及发展前景进行了阐述。     无线传感器网络在不同领域的应用前景 无线传感器产品网络的应用领域非常广阔,它能应用于军事、精准农业、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市智能交通、空间探索、大型车间和仓库管理,以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。随着传感器产品网络的深入研究和广泛应用,传感器产品网络将会逐渐深入人类生活的各个领域。 (1)在军事应用领域的应用 据上海。羿歌所认识,无线传感器产品网络具有可快速部署、可自组织、隐蔽性强和高容错性的特点,因此它非常适合在军事领域的应用。无线传感器产品网络能实现对敌军兵力和装备的监控、战场的实时监视、目标的定位、战场评估、核攻击和生物化学攻击的监测和搜索等功能。通过飞机或炮弹直接将传感器结点播撒到敌方阵地内部,或在公共隔离带部署传感器网络,能非常隐蔽和近距离地准确收集战场信息,迅速地获取有利于作战的信息。传感器网络由大量的、随机分布的节点组成,即使一部分传感器节点被敌方破坏,剩下的节点依然能自组织地形成网络。利用生物和化学传感器,可以准确探测生化武器的成分并及时提供信息,有利于正确防范和实施有效的反击。传感器网络已成为军事系统必不可少的部分,并且受到各国军方的普遍重视。 (2)在环境监测和预报中的应用 在环境监测和预报方面,无线传感器网络可用于监视农作物灌溉情况、土壤空气情况、家畜和家禽的环境和迁移状况、无线土壤生态学、大面积的地表监测等,可用于行星探测、气象和地理研究、洪水监测等。还可以通过跟踪鸟类、小型动物和昆虫进行种群复杂度的研究等。基于无线传感器网络,可以通过数种传感器来监测降雨量、河水水位和土壤水分,并依此预测山洪爆发描述生态多样性,从而进行动物栖息地生态监测。 (3)在医疗系统和健康护理中的应用 无线传感器网络在医疗系统和健康护理方面也会有很多应用,例如,监测人体的各种生理数据,跟踪和监控医院中医生和患者的行动,以及医院的药物管理等。如果在住院病人身上安装特殊用途的传感器结点,例如心率和血压监测设备,医生就可以随时了解被监护病人的病情,在发现异常情况时能够迅速抢救。 (4)在信息家电设备中的应用 在家电和家具中嵌入传感器节点,通过无线网络与互联网连接在一起,将为人们提供更加舒适、方便和更人性化的智能家居环境。利用远程监控系统可实现对家电的远程遥控,也可以通过图像传感设备随时监控家庭安全情况。利用传感器网络可以建立智能幼儿园,监测儿童的早期教育环境,以及跟踪儿童的活动轨迹。 (5)在建筑物状态监控中的应用 建筑物状态监控是指利用传感器网络来监控建筑物的安全状态。由于建筑物不断进行修补,可能会存在一些安全隐患。虽然地壳偶尔的小震动可能不会带来看得见的损坏,但是也许会在支柱上产生潜在的裂缝,这个裂缝可能会在下一次地震中导致建筑物倒塌。用传统方法检查往往需要将大楼关闭数月,而安装传感器网络的智能建筑可以告诉管理部门它们的状态信息,并自动按照优先级进行一系列自我修复工作。未来的各种摩天大楼可能都会装备这类装置,从而建筑物可自动告诉人们当前是否安全、稳固程度如何等信息。 (6)在特殊环境中的应用 另外,还有一些传感器网络的重要应用领域,例如石油管道通常要 过大片荒无人烟的地区,对管道监控一直是个难题,传统的人力巡查几乎是不可能的事情。而现有的监控产品往往复杂且昂贵。将无线传感器网络布置在管道上可以实时监控管道情况,一 有破损或恶意破坏都能在控制中心实时了解。加州大学伯克利分校的研究员认为,如果美国加州将这种技术应用于电力使用状况监控,电力调控中心每年将可以节省7~8亿美元。 (7)在空间探索中的应用 用航天器在外星体上撒播一些传感器节点,可以对该星球表面进行长时间的监测。这种方式成本很低,结点体积小,相互之间可以通信,也可以和地面站通信。NASA的JPL实验室研制的Sensor Webs项目就是为将来的火星探测进行技术准备。该系统三在佛罗里达宇航中心周围的环境监测项目中进行测试和完善。

    时间:2019-12-24 关键词: 环境监测 传感器 无线传感器网络 无线传感

  • 无线传感器网络是什么有什么作用?

    无线传感器网络是什么有什么作用?

     无线传感器网络所具有的众多类型的传感器,可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感器网络赋予了广阔的应用前景。这些潜在的应用领域可以归纳为:军事、航空、反恐、防爆、救灾、环境、医疗、保健、家居、工业、商业等领域。 无线传感器网络的意义 1、无线传感器网络引起了全世界的关注,被认为是继互联网之后的第二大网络。 2、无线传感器网络被称为21世纪最具影响的技术之一;是改变世界的十大新兴技术之首;是全球未来的四大高新技术产业之一。 3、在无线传感器网络研究及其应用方面,我国与发达国家几乎同步启动,它已经成为我国信息领域,位居世界前列的少数项目之一。 无线传感器网络是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域内的各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪,具有快速展开、抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。   无线传感器网络的用途 虽然无线传感器网络WSN的大规模商业应用,由于技术等方面的制约还有待时日,但是*近几年,随着计算成本的下降以及微处理器体积越来越小,已经为数不少的无线传感器网络开始投入使用。目前无线传感器网络的应用主要集中在以下领域: 环境的监测和保护 随着人们对于环境问题的关注程度越来越高,需要采集的环境数据也越来越多,无线传感器网络的出现为随机性的研究数据获取提供了便利,并且还可以避免传统数据收集方式给环境带来的侵入式破坏。比如,英特尔研究实验室研究人员曾经将32个小型传感器连进互联网,以读出缅因州“大鸭岛”上的气候,用来评价一种海燕巢的条件。无线传感器网络还可以跟踪候鸟和昆虫的迁移,研究环境变化对农作物的影响,监测海洋、大气和土壤的成分等。此外,它也可以应用在精细农业中,来监测农作物中的害虫、土壤的酸碱度和施肥状况等。  医疗护理 无线传感器网络在医疗研究、护理领域也可以大展身手。罗彻斯特大学的科学家使用无线传感器创建了一个智能医疗房间,使用微尘来测量居住者的重要征兆(血压、脉搏和呼吸)、睡觉姿势以及每天24小时的活动状况。英特尔公司也推出了无线传感器网络的家庭护理技术。该技术是做为探讨应对老龄化社会的技术项目Centerfor Aging ServicesTechnologies(CAST)的一个环节开发的。该系统通过在鞋、家具以家用电器等家中道具和设备中嵌入半导体传感器,帮助老龄人士、阿尔茨海默氏病患者以及残障人士的家庭生活。利用无线通信将各传感器联网可高效传递必要的信息从而方便接受护理。而且还可以减轻护理人员的负担。英特尔主管预防性健康保险研究的董事EricDishman称,“在开发家庭用护理技术方面,无线传感器网络是非常有前途的领域”。  军事领域 由于无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点,使其非常适合应用于恶劣的战场环境中,使其非常适合应用于恶劣的战场环境中,包括侦察敌情、监控兵力、装备和物资,判断生物化学攻击等多方面用途。美国国防部远景计划研究局已投资几千万美元,帮助大学进行“智能尘埃”传感器技术的研发。哈伯研究公司总裁阿尔门丁格预测:智能尘埃式传感器及有关的技术销售将从2004年的1000万美元增加到2010年的几十亿美元。 其他用途 无线传感器网络还被应用于其他一些领域。比如一些危险的工业环境如井矿、核电厂等,工作人员可以通过它来实施安全监测。也可以用在交通领域作为车辆监控的有力工具。此外和还可以在工业自动化生产线等诸多领域,英特尔正在对工厂中的一个无线网络进行测试,该网络由40台机器上的210个传感器组成,这样组成的监控系统将可以大大改善工厂的运作条件。它可以大幅降低检查设备的成本,同时由于可以提前发现问题,因此将能够缩短停机时间,提高效率,并延长设备的使用时间。尽管无线传感器技术目前仍处于初步应用阶段,但已经展示出了非凡的应用价值,相信随着相关技术的发展和推进,一定会得到更大的应用。

    时间:2019-12-24 关键词: 无线传感器网络 无线联网技术 微传感技术 无线传感

  • 种植信息监测可用无线传感器网络技术

    种植信息监测可用无线传感器网络技术

     无线传感器的组成模块封装在一个外壳内,在工作时它将由电池或振动发电机提供电源,构成无线传感器网络节点,由随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微型节点,通过自组织的方式构成网络。无线传感器网络是由散布在工作区域中大量的体积小,成本低,具有无线通信、传感和数据处理能力的传感器节点组成的,每个节点可能具有不同的感知形态,例如声纳、震动波、红外线等,节点却可以完成对目标信息的采集、传输、决策制定与实施,实现区域监控、目标跟踪、定位和预测等任务。 每一个节点都具有存储、处理、传输数据的能力。通过无线网络,传感器节点之间可以相互交换信息,也可以把信息传送到远程。因此,这种传感器多点监测,通过无线自组织网络通信方式的近地面信息监测技术,可以应用在果园相关种植参数的监测,很好地实现了对果园监控、目标跟踪、定位和预测等的功能。 在盒子里面上部分是处理器模块,包括为控制器、储存器和嵌入式操作系统,数据处理模块采用微控制器AVR mega128L,其主要性能指标为:4kRAM,128kFlash,正常工作电压2.7~5.5V。该微控制器主要负责控制传感器数据采集、无线通信、液晶实时显示和电池能量监测等。 无线传感器网络节点主要包括四方面:传感器模块、无线通信模块、处理器模块和充电模块。传感器模块包括部署在橘园土壤中各颗柑橘树中不同深度的对土壤含水量、土壤电导率、土壤温度进行监测的普通传感器节点和分别布设在橘园中心区域的对空气温度、空气湿度和光照强度进行监测的普通传感器以及对风向、风速和降雨量进行监测的普通传感器。这些传感器都配有防辐射罩,防辐射罩用于温湿度传感器室外防辐射,也可用于其他仪器仪表的保护。 传感器接收到橘园的各项信息后,通过短距离无线通信模块传送到节点,节点通过天线接收或发射信号。这里是技术关键,要精准实现每一个节点在接收传感器的不同信息后,进行存储、处理、传输数据,同时通过无线网络,进行传感器节点之间信息的相互交换,并把信息传送到远程。

    时间:2019-12-24 关键词: 无线网络 无线传感器 传输数据 无线传感

  • RFID等物联网技术助力灾后救援

    RFID等物联网技术助力灾后救援

     随着自然环境的恶化,自然灾难在近几年频繁出现,而作为新兴技术的物联网技术,在面对灾难时也将更多的应用到灾难的预防与救援当中,RFID、无线传感、GPS全球定位、条码技术等在各种自然灾害面前都发挥着各自的作用,为人们的生命财产安全提供很好的技术保障。在时间就是生命的灾难,物联网技术为在各种情况下的突发事件,赢得了更多的应急和救援时间。那物联网技术具体在灾难中有哪些作用呢?对人们生命财产安全的保护又能起怎样的作用呢?下面浅谈物联网技术在灾难中的各种应用。 地质灾害,物联网技术应用于防与救 早几年,英国研究者已开始研究使用RFID和传感器来监控地震中的房屋,他们把已建成在希腊的原型称为“自治愈”房屋。这种房屋在墙中专门设计了缝隙空间,并且墙体中加入了可在强压下变为流体的材料。如果受到地震引起的压力,流体回流到缝隙中,不会对固体墙面产生影响。其结果是,房屋依旧存在,但可能会移动位置。如果建筑没有坍塌,通过RFID和传感器收集的数据会用来判别位置偏移量。此外,建筑中的RFID标签和传感器可以共同构建一套警报系统,来预警即将到来的地震。 而灾后的救援工作RFID也尽显神通,在日本,RFID标签被贴在避难道路路面上,这样避难者可以通过便携设备清楚地知道安全避难场所的具体位置,起到了很好的引导作用。如果有人被埋在废墟当中,被困者可以通过内置RFID标签的手机提供搜救人员自己的具体位置信息,以便搜救者能以最快的速度展开营救。 火灾中RFID应用到监测与逃生 在火灾当中,物联网技术为求救者提供了更多生还的机会,RFID应用在逃生工具中,使得逃生效率更高。市场上有一款火灾逃生面罩产品集成了RFID技术,该产品只需手指触摸即可激活面罩的电源和RFID系统,直接与救援人员通讯。还有一个重要的功能,面罩前面会激光投影一个大大的指引箭头,引导逃生人员最佳的逃生路线,更快地找到最近的逃生点。该技术的集成主要为逃生者导向,面罩是作为一个读头,而在逃生路径上将安装耐高温RFID电子标签,读头可通过读取路途中的RFID电子标签进行定位导向。 在火灾的监控中,RFID技术同样适用,韩国政府为保护遗迹,在某寺庙后的林区安置了RFID系统做为火灾监控。主要是通过安装读取器实现对区域的火灾监控,该读取器能感测与读取到温度资料,除此之外,这个特殊设计的读取器容器可旋转镜头,用以感测周遭环境,而不用在林区中架满感测器,否则,可能有碍遗迹观瞻。由读取器所取得的资料则被放置在一平台上,寺方得定时做温度监视,一旦火灾意外发生,则透过系统发生警示,寺方得就个别读取器定位,知道火灾发生地点。 RFID找寻被淹汽车,标识受灾疏散人员 近几年全球气候变得更加异常,台风危害和降雨急促造成的城市内涝,危害着人们的生命财产安全,前些时候北京内涝对救援效率考验让人失望。近日,公安部第三研究所物联网研发中心欲研发一种物联网技术,该技术可在车内装载RFID射频芯片、传感器以及GPS模块,将车辆、汽车厂商及4S店、公安部门联通到一个信息平台上,如果汽车被淹在水里,救援人员只要拿着RFID接收器,对着汽车扫描,就可确定具体车辆,实施救援。 据相关人士介绍,RFID射频芯片相当于汽车的电子身份证,包含车主、车型等信息;传感器可感应车内温度、水位等,GPS模块则可帮助定位。车主还可将自己的手机,通过蓝牙等方式与传感器联通。如果汽车出现淹水现象,车门、车窗都自动关闭时,传感器自动感应后,会将危险信息传达到车主的手机上。车主则可将信息传达到信息平台。信息到达平台后,会被汽车厂商、4S店、公安部门等看到,救援人员会根据车上的GPS模块找到汽车的具体位置。如果汽车被淹在水里,救援人员只要拿着RFID接收器,对着汽车扫描,就可确定具体车辆,实施救援。 解决了技术问题,仍需跟进救援机制 飓风作为北美最主要灾害之一,对当地人们的生活造成了不可估量的灾难破坏。美国德州为了应对飓风,于2006年启动了紧急项目开发。该系统结合了RFID/EPCGen2、GPS和条码技术,其设计为了简化并自动化在紧急情况下疏散老人、病人、残疾人或无法获得交通工具的个人或家庭的流程。灾难转移的人员可通过佩戴RFID腕带标明自己的身份信息,如此可避免频繁的记录疏散人员信息,在突发情况出现时,医疗队可以根据RFID腕带快捷的追踪到被疏散人群,及时的为特殊人群(残疾人、病人等)提供医疗救护,通过读取RFID腕带,救护人员可以提取系统中被救护人员的相关信息,以便及时有效的救护。 如今在物联网时代,人与物、物与物的时刻相连与动态感知,以及智能决策和泛在应用,使城市减灾救助服务工作的重点前移,从灾后救助逐步转移到以防为主的感知预警。可以说这是革命性的转变,大大减少了灾难的发生,从被动应急救助逐步转向主动的预警防灾。物联网在救灾中的应用给灾难救援带来极大的便利。物联网技术可以一定程度上的减少灾难带来的损失,减灾战略的重点是灾难发生后的紧急应对、应急指挥和救灾联动。但无论哪样技术,最终都要通过“人”这么一个环节,技术只不过是方式。俗话说,天作孽犹可恕,人作孽不可活,面对各种各样的灾难,运用好技术,完善好救援体制,能在“人”的环节做好比什么技术都强。

    时间:2019-11-14 关键词: RFID gps全球定位 无线传感

  • 完整、灵活的助听器交钥匙方案推动步入智能、互联助听器的新时代

    完整、灵活的助听器交钥匙方案推动步入智能、互联助听器的新时代

    数字助听器和人工耳蜗是当今针对听力严重受损患者的听力健康方案。除了微型化和降低功耗的需求,随着5G万物互联时代的到来,智能、互联将成为助听器发展的新趋势。安森美半导体是业界唯一提供专业助听器芯片的供应商,不断研究及开发数字信号处理 (DSP) 及无线技术,并提供一流的开发工具,为助听器制造商提供真正交钥匙的助听器方案,如最新的Ezairo 7160 SL无线混合模块,支持无线互联功能,具备高集成度、超低功耗等优势,并预载预配置套件,帮助设计人员缩短设计流程,加快产品上市,推动步入智能、互联助听器的新时代。 高集成度实现微型化 Ezairo 7160 SL是基于DSP的开放式可编程混合模块,是目前专业助听器芯片集成度最高的无线方案,在一个3.8*6.6 mm的小封装中集成Ezairo 7100 DSP、行业最低功耗的蓝牙5无线电系统单芯片(SoC) RSL10、2 MB EEPROM(EA2M)和无源器件。 图1:Ezairo 7160 SL高度集成处理、通信、内存等使系统正常运行所必需的功能块 RSL10实现超低功耗的无线互联 通过智能手机联接助听器已成为极具吸引力的特性。蓝牙低功耗(BLE)等短距离通信技术支持助听器利用移动设备(如智能手机和平板电脑)的屏幕作为接口及接收数据,采用BLE无线技术,音频也可直接从外部源如音响或配备辅助设备的电视串流到助听器。这可为佩戴者提供更身临其境的娱乐体验,具备更好的音频质量,从而为助听器佩戴者带来更佳的用户体验。RSL10是蓝牙5认证的无线电,支持2 Mbps 数据链路,具有行业最低功耗,在EEMBC的能效评测中获行业最高评分,提供超低功耗互联,接收功耗仅7 mW,在睡眠模式下功耗可忽略不计,仅62.5 nW。且占位仅5.50 mm2,易于纳入微型的助听器中。 图2:RSL10提供超低功耗互联 Ezairo 7100 DSP:提供四核375mips的处理能力 Ezairo 7100采用高精密4核架构,提供375mips(每秒百万条指令)的处理能力而不影响功耗。该dual-Harvard CFX DSP内核优化以运行先进的助听器算法,而HEAR Configurable Accelerator引擎执行许多不同的音频处理。Arm Cortex-M3处理器支持无线协议并结合开放式可编程的控制器及硬件加速器以实现音频编码和纠错。Ezairo 7100还含一个可编程的Filter Engine实现时域滤波和支持超低延迟的音频路径。 真正的硬件+软件交钥匙方案 Ezairo 7160 SL助听器方案预载安森美半导体的预配置套件固件,含高端声音处理算法,真正做到了“交钥匙”级别,其开放式可编程提供改进的性能和灵活性,设计人员根据这个方案,只需要按照安森美半导体指导手册里面介绍的5步流程,就可以成功设计出自己理想的助听器产品,支持多种无线通信功能,实现音频流和数据交换,从而帮助缩短设计流程,节省研发资源,加快上市计划。 图3:硬件和软件交钥匙方案创建1个完整的助听器,支持多种无线通信功能,实现音频流和数据交换 Ezairo预配置套件含固件包、Ezairo声音设计软件和Ezairo Sound Designer SDK。固件包完整加载框架、算法和模块,专为基于Ezairo的特定混合模块设计,可升级。Ezairo声音设计软件提供Windows图形用户接口以评估和设计基于Ezairo的助听器。Ezairo Sound Designer SDK是跨平台的软件开发套件(SDK),支持Windows、iOS和Android,支持助听器全开发流程,包括换能器建模、产品库创建、校准、器件装配和固件更新。 Ezairo 7160 SL预配置套件固件包即将推出V2版本(Ezairo 7160 SL Pre Suite V2),具有MFi和non-MFi两个版本,关键特性包括24 kHz 采样率(12 kHz 带宽)、16通道 WDRC ,提供通道内AGCo/Limiter、宽带 AGCo/Limiter、48波段图形均衡器(EQ)、自适应反馈消除、降噪、自适应方向性麦克风、电传线圈和直接音频输入、EC 具备音乐检测、8 个存储、数据记录、自动接收器检测、固件更新、针对耳鸣的声音发生器、自动适配、Pediatrics的电源指示灯,可设计出高性能无线助听器,具备通过BLE远程控制、无线音频流、无线适配、双耳同步等功能。 如何通过Ezairo预配置套件构建助听器 首先从安森美半导体的硬件阵容选择1个Pre Suite混合模块,再从固件阵容确定您需要的版本。混合模块通过固件包预先编程,也可用更新的版本覆盖。固件包可在MyON获取(需登入您在安森美半导体官网的MyON账户)。 Ezairo 7160 SL Form-Factor演示 Ezairo 7160 SL Form-Factor演示具有小外形,基于Ezairo 7160SL 及 Pre Suite,是全装配的耳背式(BTE)助听器,外形及初步物料单(BoM)如下: 图4:Ezairo 7160 SL Form-Factor演示 硅: 1 x Ezairo 7160SL 混合模块 含: E7100 DSP、 RSL10 无线电、2Mb EEPROM, x-tal 和无源器件 换能器: 2 x 麦克风 1 x 接收器 接口, MMI: 1 x 柔性PCB 1 x PWR strip 连接器 1 x RCVR 链路连接器 1 x CS45 编程接孔 1 x 按钮 电源及滤波: 1 x 电池ZnAir, Type 13 1 x C (47uF – 0603) 天线子系统: 1 x 印在柔性PCB上的天线 2 x L (0.9nH – 0201) 1 x L (2.3mH – 0201) 2 x C (2pF – 0201) 1 x C (2.4pF – 0201) 1 x C (1.1pF – 0201) 振荡器: 1 x 32.768 kHz (0.95x0.60x0.30mm) – 可选 Ezairo 7160 SL TV Streamer配件参考设计 安森美半导体和瑞士公司Arendi合作,提供TV Streamer参考设计。设计是Arendi 的专利,Arendi 提供全制造服务。TV streamer 可视乎需要定制。 图5:安森美半导体与Arendi合作提供TV Streamer参考设计 Budget助听器 Budget助听器交钥匙方案可将您的模拟方案升级为带数字特性的模拟方案,具备降噪、反馈消除、声调指示器、按钮等优化性能。安森美半导体的代理商Seltech提供完整的Budget助听器套件。 总结 更小、更低功耗、更智能、互联是助听器发展的重要趋势。安森美半导体是业界唯一提供专业助听器芯片的供应商,凭借在DSP、无线联接领域的专知,不断创新,并提供硬件+软件的真正交钥匙方案,如最新的Ezairo 7160 SL具有业界最高集成度和最小功耗,采用65nm技术把多路A/D、D/A、DSP、EEPROM、无线 BLE、晶振等功能模块集成到微型封装中,设计成四核375mips的处理能力,而功耗平均仅700uA,提供开放式可编程工具和预配置套件,加快和简化设计,推动步入智能、互联助听器的新时代。

    时间:2019-11-07 关键词: 数字助听器 互联助听器 人工耳蜗 无线传感

  • 无线传感器在食品安全中的作用

    无线传感器在食品安全中的作用

     自动化技术中提出的总线型运动控制器在食品包装行业发展前景十分广阔。据了解,随着食品安全问题日益突出,我国对食品安全越来越重视,于是对食品检测技术提出了精细化要求。当前集成电路检测器已经在国外食品加工厂中大范围应用,这种技术可检测出食品的变质时间。食品保质检测配置主要由扫描仪与传感器组成,检测人员只要将扫描仪对准食品发射出无线电波讯号,就会让食品产生振动,并形成乐谱波,传送至传感器。 通过比对标准数据库的参数,即可短时间内检测到食品变质的日期,且检测结果十分准确。食品包装机械中的检测技术已经不再局限于在生产线上的应用,随着食品检测在我国的重要性逐步提高,检测技术应用领域将进一步扩大。 过去我国食品机械制造厂忽略了对食品检测技术的应用,而与整机性能提高相比,食品检测技术将有更大的发展空间。传感技术在食品检测技术中发挥着重要作用,包括采集食品温度、位置等。   在机器视觉产品中,彩色机器视觉产品已经在食品检测中得以应用,主要通过食品的颜色来判断其成熟度与质量等级。另外,无线传感器网络的应用也普及较快,国外的大型食品加工厂已经将该项技术应用到采集食品信息、保障食品安全的系统中。通过无线传感器的网络功能,消费者可更好地了解食品加工厂生产食品、存储食品以及运输食品的全过程,让食品加工更加直观化、透明化,可有效打消消费者对食品安全问题的顾虑。同时,在出现问题的情况下,无线传感器技术也方便监管部门及时发现问题,并做到有据可查,从源头遏制食品安全问题。 运动控制系统是我国食品包装机械的发展关键,且技术日益成熟。运动控制技术在食品包装机械中主要实现对位置的精确控制,并严格要求速度的同步,应用于食品的输送、装卸、码垛、卸垛、打标等程序。 通过运动控制技术的应用,可有效划分高、中、低档包装机械,这对我国食品包装机械的升级起到至关重要的作用。食品包装的机械流水线具有连续性,因此对其速度、精度、动态性与扭矩等指标提出了较高要求,这恰好符合产品的特点。以高速的总线通讯方式,可实现高速追踪、转换多个位置控制模式、交换多通讯口数据信息等功能。另外,我国食品包装机械正面临从劳动密集型向知识密集型转变的过程,各企业管理者也应提高对运动控制技术的重视,以降低生产成本,提高食品包装质量。

    时间:2019-09-09 关键词: 无线传感器 扫描仪 食品安全 无线传感

  • 海洋监测系统的设计与无线传感器网络

    海洋监测系统的设计与无线传感器网络

     随着海洋事业的迅速发展,海洋环保已经提上议事日程。因此,海洋水环境监测成为人们越来越关注的焦点。 无线传感器网络广泛应用于军事侦察、环境监测、目标定位等领域,能够实时地感知、采集和处理网络覆盖范围内的对象信息,并发送给观察者。它具有覆盖区域广,可远程监控,监测精度高,布网快速和成本低等优点。把无线传感器网络技术应用到海洋水环境监测系统中,是人们近几年来研究的焦点。 Zigbee与其他的无线通信标准相比,适用于吞吐量较小,网络建设投资小,网络安全性高,不便于频繁更换电源的场合。在工业控制领域利用传感器基于Zigbee技术组成传感器网络,可以使得数据采集和分析变得方便和容易。Zigbee网络用于传感网络的组建很重要的一点在于它的低功耗,其发射功率仅为0~3.6dBm;它的通信距离可达30~70m,具有能量检测和链路质量指示能力,可以自动地对自身的发射功率进行调整,可以在保证通信链路质量的前提下最小地消耗能量。网络功能是Zigbee最重要的特点,也是与其它无线局域网标准不同的地方。在网络层方面,Zigbee的主要工作在于负责网络机制的建立与管理,并具有自我组态与自我修复功能。 IEEE802.15.4规范是一种经济、高效、低数据速率(《250kb/s)、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术,网络层以上协议由ZigBee联盟制定,IEEE802.15.4负责物理层和链路层标准。完整的zigBee协议套件由高层应用规范、应用会聚层、网络层、以及数据链路层和物理层组成。协议栈结构如图l所示。   1 传感网络的构成 本文设计的无线传感器网络的组成包括传感器节点、汇聚节点和网关节点,主要负责探测海洋区域内的各种情况,包括油污检测、浊度测量、化学需氧量测量、海藻测量等等。 传感器节点主要负责网络的形成,海洋各项参数的采集,并将数据通过多跳的形式传输到汇聚节点。 汇聚节点是无线传感器网络的中心节点,负责网络的发起,拓扑的形成与维护,网路数据的汇聚与处理,与监控系统的通信与信息交互。汇聚节点是传感器节点终端节点中能力较强的一种。 网关节点接收来自其他节点的数据,并对数据进行校正、融合等处理,然后发送给监测中心。对于监测中心所发指令进行相应处理,用来确定各个节点的工作状态。 后台监测中心负责对发送回来的海洋参数数据进行汇总与处理,网络拓扑的控制,网络的监护等工作。 整个海洋监测系统由一定数量的传感器网络终端节点、少量汇聚节点、一个网关节点以及后台监测系统组成。为了探测一定区域,需要在该区域内布置一定数量的传感器节点,以达到对整个区域的覆盖,并且需要一个网关节点完成对来自传感器终端的数据的融合,上传给后台监测系统,完成数据的分析与处理。从网关节点到监控中心距离一般都比较远,可采用现有的GPRS网络进行远程数据传输。GPRS网络连接费用相对低廉,传输速率较高,性价比较高,而且能够永远在线。传感网络结构示意图如图2所示。   传感器终端节点与汇聚节点能够自动形成一个自组织、多跳的网络。传感器终端节点按指令采集数据,并将数据及时地通过自适应的路由、多跳中继后传输给网关节点,网关节点将汇集的数据打包后,转发给后台监控系统。 2 硬件设计 本海洋监测系统中的传感器节点是传感网络中最重要的部分,其硬件包括微处理器单元、一个zigbee通信模块及电源管理模块;汇聚节点硬件包括微处理器单元、两个Zigbee通信模块及电源管理模块;网关节点硬件包括微处理器单元、一个Zigbee通信模块、一个GPRS模块及电源管理模块。 2.1 节点微处理器MSP430F149单片机 由于无线传感器网络节点需要将传感器输出的模拟信号转换为数字信号,可选择一款集成有AD转换功能的微控制器。另外,无线传感器网络节点除完成数据采集功能外,还要完成数据转发和路由功能,因而要有足够的处理能力、程序空间及数据空间。本设计MCU采用的是MSP-430F149单片机,它是TI公司生产的一种16位超低功耗混合信号处理器,称之为混合信号处理器,主要是由于其针对实际应用需求,把许多模拟电路、数字电路和微处理器集成在一个芯片上,以提供“单片”解决方案。其突出优点是低电源电压、超低功耗。由于为FLASH型,所以可以在线对单片机进行调试和下载程序。 MSP430F149低频辅助时钟采用32kHz时钟晶振直接驱动,可作为后台实时时钟实现自唤醒功能。集成的高速数字控制振荡器(DCO)频率为8MHz,可作为CPU的主系统时钟(MSLK)源,也可以作为CPU的子系统时钟(SMCLK)源。 2.2 节点Zigbee通信模块CC2420 本系统中无线传感器网络硬件中的Zigbee通信模块采用低功耗高性能的无线网络模块CC2420来实现,它工作在全球通用的2.4GHz频段。CC2420是一款符合IEEE802.15.4标准的射频收发器,性能稳定且功耗极低。CC2420的选择性和灵敏度指数超过IEEE802.15.4标准的要求,可确保短距离通信的有效性和可靠性,利用此芯片开发的无线通信设备支持数传速率高达250kb/s,可实现多点对多点的快速组网。 CC2420发送数据时,使用直接正交上变频。基带信号的同相分量和正交分量直接被DAC转换为模拟信号,通过低频滤波器,直接变频到设定的信道上,再由天线发射出去。 CC2420只需要极少的外围电路,包括时钟电路、射频I/O匹配电路和微控制器接口电路三部分。芯片本振信号既可由外部有源晶体提供,也可以由内部电路提供。由内部电路提供时需要外加晶体振荡器和两个负载电容,电容的大小取决于晶体的频率及输入容抗等参数。例如当采用16MHz晶振时,其电容约为22pF。射频I/O匹配电路主要用来匹配芯片的输入/输出阻抗。CC2420与微处理器的连接非常方便,它使用SFD、FIFO、FIFOP、和CCA四个引脚表示收发数据的状态;微处理器通过SPI接口与CC2420交换数据、发送命令等。 CC2420收到物理帧的SFD字段后,会在SFD引脚输出高电平,直到接收完该帧。如果启动了地址辨识,在地址辨识失败后,SFD引脚立即转为输出低电平。FIFO和FIFOP引脚表示接收FIFO的缓存区状态,如果接收FIFO缓存区有数据,FIFO引脚输出高电平;当接收FIFO缓存区为空,FIFO引脚输出低电平;当FIFO引脚在接收FIFO缓存区的数据超过某个临界值时,或在CC2420接收到一个完整的帧以后输出高电平临界值时,可以通过CC2420的寄存器设置。CCA引脚在信道上有信号时输出高电平,它只在接收状态下有效,在CC2420进入接收状态至少8个符号周期后,才会在CCA引脚上输出有效的信道状态信息。 SPI接口由CSn、SI、SO和SCLK引脚组成,微处理器通过SPI接口访问CC2420内部寄存器和存储器。在访问过程中,CC2420是SPI接口的从设备,接收来自微处理器的时钟信号和片选信号并在微处理器的控制下执行输入/输出操作。SPI接口接收或者发送数据时,都与时钟下降沿对齐,CC2420与MSP430F149是通过SPI连接的,其中MSP430F149处于主模式,CC2420处于从模式。MSP430F149还有4个I/O口与CC2420相连,主要起查询CC2420状态的作用。 电源管理模块为传感器单元、处理器单元、无线通信模块提供能源,并对电源进行管理,以提高能量的利用率。 2.3 系统IEEE802.15.4工作模式 IEEE802.15.4规范中规定使用DSSS调制方式,CC2420中的调制和扩频功能   每个字节分为两组符号,4位一组,低位符号首先传送,对于多字节域,则是低位字节首先传送,但是,与安全有关的域先传送高位字节。每个符号映射为一个超过16位的伪随机序列,即32位片码序列。片码序列以2Mchip/s的速率传送,对于每个符号,首先传送低位片码。   调制方式为偏移正交相移键控,具有半个正弦的形状,相当于最小频移键控(MFSK)调制,每片的形状通过半个正弦波交替在同相和正交相位信道传送。 2.4 数据通信帧格式设置 同步头包括前导序列和开始帧分隔符,在CC2420中前导序列长度和开始帧分隔符是能设置的,默认值4字节和1字节,是符合IEEE.80 2.15.4协议的;物理头位为1字节,帧控制和序列号分别为2字节和1字节:地址和源地址共6字节,待发数据段长度为帧长度减去地址和帧校验序列。当MODEMCTRL0.AUTOCRC控制位置位时,这个帧校验序列自动产生2字节,并由CC2420硬件自动插入。 3 软件设计 本设计中,无线传感器网络是一个多路的自组织无线网络,可以实现自动组网,自动路由查询,自动数据采集与传输,软件设计上必须能够实现多跳自组织的功能。另外,传感器节点必须要求极低的功耗,而低功耗除了硬件设计上的低功耗外,更重要的是软件设计的低功耗。 此无线传感器网络终端在开机后首先进行自检,如果自检失败了,则进行硬件故障提示,而且自动关机。在自检通过后,进一步判断工作模式。传感器节点在自检通过后进入接入状态,如果接入失败则进入等待状态。处于等待状态的节点关闭射频收发器以节省功耗,当等待定时器溢出时,节点再次回到接入状态进行新的介入尝试。如果节点接入成功便转入业务状态。处于业务状态的节点,完成数据的采集与传输,对近节点数据的中继转发,新节点入网的介入确认等操作。节点为了实现低功耗,必须在业务状态(活动状态)与休眠状态之间轮换。 软件开发以IAR Embedded Workbench V2.10为平台,采用C语言编写。节点的MSP430系列单片机支持C语言程序设计。适用于MSP430系列的C语言与标准C语言兼容程度高,大大提高了软件开发的工作效率,增强了程序代码的可靠性、可读性和可移植性。软件编程的基本思想是:先对SPI、CC2420控制端口初始化,使能SPI、UART端口,使能ADC,开机后,就可以运行任务程序,实现接收或发送数据及命令了。 对于网关节点的设计,接收数据部分仍采用CC2420无线收发模块,可以采用统一的传输协议,保证传输的可靠性;由于还要进行数据的处理,网关节点就不附加传感器了,以便提高处理器对数据的处理能力,MCU统一采用MSP430F149单片机;同时,监控中心一般远离监测点,需要采用GPRS模块来实现数据的远程传输。其工作流程如图6所示。   4 结论 本文设计的有关海洋水环境监测的无线传感器网络综合运用了无线传感技术、嵌入式计算技术、现代网络技术、无线通信技术和分布式智能信息处理技术,将功能相同或不同的无线智能传感器构成网络化、智能化的传感网络,大大提高了监测海洋各项参数的传感器的监测能力。这样的基于无线传感器网络的实时监控系统采用中短距离、低功耗无线网络,射频传输成本低;可根据需要采用多种供电模式,节能效果好;可实现灵活的快速组网和自动配置,扩展性好。

    时间:2019-07-26 关键词: Zigbee 无线传感器网络 海洋环保 无线传感

  • 无线传感器网络技术的介绍及应用特点

    无线传感器网络技术的介绍及应用特点

     无线传感器网络是由部署在监测区域内部或附近的大量廉价的、具有通信、感测及计算能力的微型传感器节点通过自组织构成的“智能”测控网络[1][2]。无线传感器网络在军事、农业、环境监测、医疗卫生、工业、智能交通、建筑物监测、空间探索等领域有着广阔的应用前景和巨大的应用价值,被认为是未来改变世界的十大技术之一、全球未来四大高技术产业之一。 目前,国内外众多研究机构都已开展了无线传感器网络技术及其应用的相关研究。本文主要针对无线传感器网络技术在不同领域的应用情况及未来发展趋势和制约因素进行介绍。 无线传感器网络概述   传感器节点可以完成环境监测、目标发现、位置识别或控制其他设备的功能;此外还具有路由、转发、融合、存储其他节点信息等功能。 网关负责连接无线传感器网络和外部网络的通信,实现两种网络通信协议之间的转换,发送控制命令到传感器网络内部节点,以及传送节点的信息到服务器。 服务器用于接收监测区域的数据,用户可远程访问服务器,从而获得监测区域内监测目标的状态以及节点和设备的工作情况。 无线传感器网络通常具有如下主要特点: (1)自组织。传感器网络系统的节点具有自动组网的功能,节点间能够相互通信协调工作。 (2)多跳路由。节点受通信距离、功率控制或节能的限制,当节点无法与网关直接通信时,需要由其他节点转发完成数据的传输,因此网络数据传输路由是多跳的。 (3)动态网络拓扑。在某些特殊的应用中,无线传感器网络是移动的,传感器节点可能会因能量消耗完或其他故障而终止工作,这些因素都会使网络拓扑发生变化。 (4)节点资源有限。节点微型化要求和有限的能量导致了节点硬件资源的有限性。 无线传感器网络应用现状 传感器网络的应用与具体的应用环境密切相关,因此针对不同的应用领域,存在性能不同的无线传感器网络系统[3]。 军事领域应用 在军事应用领域,利用无线传感器网络能够实现监测敌军区域内的兵力和装备、实时监视战场状况、定位目标物、监测核攻击或者生物化学攻击等。   美国军方研究的用于军事侦查的NSOF(Networked Sensors for the Objective Force)系统[4]是美国军方目前研究的未来战斗系统的一部分,能够收集侦查区域的情报信息并将此信息及时地传送给战术互联网。系统由大约100个静态传感器和用于接入战术互联网的指挥控制节点C2(command and control)构成,系统架构如图2所示。 2005年,美国军方采用Crossbow公司节点构建了枪声定位系统[5],节点部署于目标建筑物周围,系统能够有效地自组织构成监测网络,监测突发事件(如枪声、爆炸等)的发生,为救护、反恐提供了有力的帮助。 美国科学应用国际公司采用无线传感器网络构建了一个电子防御系统[5],为美国军方提供军事防御和情报信息。系统采用多个微型磁力计传感器节点来探测监测区域中是否有人携带枪支、是否有车辆行驶,同时,系统利用声音传感器节点监测车辆或者人群的移动方向。 环境监测应用 无线传感器网络应用于环境监测,能够完成传统系统无法完成的任务。环境监测应用领域包括:植物生长环境、动物的活动环境、生化监测、精准农业监测、森林火灾监测、洪水监测等。 加州大学伯克利分校利用传感器网络监控大鸭岛(Great Duck Island)的生态环境[6],在岛上部署30个传感器节点,传感器节点采用Berkeley大学的Mica mote[7]节点,包括监测环境所需的温度、光强、湿度、大气压力等多种传感器。系统采用分簇的网络结构,传感器节点采集的环境参数传输到簇首(网关),然后通过传输网络、基站、Internet网络传输数据到数据库中。用户或管理员可以通过Internet远程访问监测区域。 加州大学在南加利福尼亚San Jacinto山建立了可扩展的无线传感器网络系统[8],主要监测局部环境条件下小气候和植物甚至动物的生态模式。监测区域(25公顷)分为100多个小区域,每个小区域包含各种类型的传感器节点,该区域的网关负责传输数据到基站,系统由多个网关,经由传输网络到Internet互联网。 加州大学伯克利分校利用部署于一颗高70m的红杉树上的无线传感器系统来监测其生存环境[9],节点间距2m,监测周围空气温度、湿度、太阳光强(光合作用)等变化。 文献[10]利用无线传感器网络系统监测牧场中牛的活动,目的是防止两头牛相互争斗。系统中节点是动态的,因此要求系统采用无线通信模式和高数据速率。 在印度西部多山区域监测泥石流部署的无线传感器网络系统[11],目的是在灾难发生前预测泥石流的发生,采用大规模、低成本的节点构成网络,每隔预定的时间发送一次山体状况的最新数据。Intel公司利用Crossbow公司的Mote系列节点在美国俄勒冈州的一个葡萄园中部署了监测其环境微小变化的无线传感器网络[12]。 建筑结构监测 无线传感器网络用于监测建筑物的健康状况,不仅成本低廉,而且能解决传统监测布线复杂、线路老化、易受损坏等问题。 斯坦福大学提出了基于无线传感器网络的建筑物监测系统[13],采用基于分簇结构的两层网络系统。传感器节点由EVK915模块和ADXL210加速度传感器构成,簇首节点由Proxim RangelLAN2无线调制器和EVK915连接而成。 南加州大学的一种监测建筑物的无线传感器网络系统NETSHM[14],该系统除了监测建筑物的健康状况外,并且能够定位出建筑物受损伤的位置。系统部署于Los Angeles的The Four Seasons大楼内。系统采用分簇结构,采用Mica-Z系列节点。 医疗卫生应用 加利福尼亚大学提出了基于无线传感器网络的人体健康监测平台CustMed[15],采用可佩戴的传感器节点,传感器类型包括压力、皮肤反应、伸缩、压电薄膜传感器、温度传感器等。节点采用加州大学伯克利分校研制、Crossbow公司生产的dot-mote节点,通过放在口袋里的PC机可以方便直观地查看人体当前的情况。 纽约Stony Brook大学针对当前社会老龄化的问题提出了监测老年人生理状况的无线传感器网络系统(Health Tracker 2000),除了监测用户的生理信息外,还可以在生命发生危险的情况下及时通报其身体情况和位置信息。节点采用Crossbow公司的MICA2和MICA2DOT系列节点,采用温度、脉搏、呼吸、血氧水平等类型传感器。 智能交通应用 图3所示为上海市重点科技研发计划中的智能交通监测系统[17],采用声音、图像、视频、温度、湿度等传感器,节点部署于十字路口周围,部署于车辆上的节点还包括GPS全球定位设备。重点强调了系统的安全性问题,包括耗能、网络动态安全、网络规模、数据管理融合、数据传输模式等。   1995年,美国交通部提出了到2025年全面投入使用的“国家智能交通系统项目规划”。该计划利用大规模无线传感器网络,配合GPS定位系统等资源,除了使所有车辆都能保持在高效低耗的最佳运行状态、自动保持车距外,还能推荐最佳行使路线,对潜在的故障可以发出警告。 中国科学院沈阳自动化所提出了基于无线传感器网络的高速公路交通监控系统,节点采用图像传感器,在能见度低、路面结冰等情况下,能够实现对高速路段的有效监控。 除了上述提到的应用领域外,无线传感器网络还可以应用于工业生产、智能家居、仓库物流管理、空间海洋探索等领域。 无线传感器网络应用的制约因素 无线传感器网络技术的实际应用过程中,主要存在着以下制约因素: (1)成本:传感器网络节点的成本是制约其大规模广泛应用的重要因素,需根据具体应用的要求均衡成本、数据精度及能量供应时间。 (2)能耗:大部分的应用领域需要网络采用一次性独立供电系统,因此要求网络工作能耗低,延长网络的生命周期,这是扩大应用的重要因素。 (3)微型化:在某些领域中,要求节点的体积微型化,对目标本身不产生任何影响,或者不被发现以完成特殊的任务。 (4)定位性能:目标定位的精确度和硬件资源、网络规模、周围环境、锚点个数等因素有关,目标定位技术是目前研究的热点之一。 (5)移动性:在某些特定应用中,节点或网关需要移动,导致在网络快速自组上存在困难,该因素也是影响其应用的主要问题之一。 (6)硬件安全:在某些特殊环境应用中,例如海洋、化学污染区、水流中、动物身上等,对节点的硬件要求很高,需防止受外界的破坏、腐蚀等。 影响无线传感器网络实际应用的因素很多,而且也与应用场景有关,需要在未来的研究中克服这些因素,使网络可以应用到更多的领域。 目前研究的热点问题 通信协议 (1)物理层通信协议:研究传感器网络的传输媒体、频段选择、调制方式等。 (2)数据链路层协议:研究网络拓扑、信道接入方式,拓扑包括平面结构、分层结构、混合结构以及Mesh结构,信道接入包括固定分配、随机竞争方式或以上两者的混合方式。 (3)网络层协议:即路由协议的研究,路由协议分为平面和集群两种,平面协议节点地位平等,简单易扩展,但缺乏管理;集群路由即分簇为簇首和簇成员,便于管理和维护,研究的热点是集成两种路由方式的优点。 (4)传输层协议:研究提供网络可靠的数据传输和错误恢复机制。 网络管理 (1)能量管理:研究在不影响网络性能的基础上,控制节点的能耗、均衡网络的能量消耗以及动态调制射频功率和电压。 (2)安全管理:研究无线传感器网络的安全问题,包括节点认证、处理干扰信息、攻击信息等。 应用层支撑技术 (1)时间同步:针对网络时间同步要求较高情况的应用,例如基于TDMA的MAC协议和特殊敏感时间监测应用,要求网络时间同步。 (2)定位技术:针对节点定位要求较高情况的应用,基于少数已知节点的位置,研究以最少的硬件资源、最低的成本和能耗定位节点位置的技术。 硬件资源 (1)微型化:基于特定应用的要求,研究微型化的节点。 (2)低成本:在不影响节点性能情况下,研究降低节点硬件的成本。 (3)新型电源:研究太阳能电源及其他大容量可再生电源,解决制约传感器网络发展应用的能耗问题。 本文主要就无线传感器网络的广泛应用进行了探讨,介绍了其在各个领域应用的典型实例,总结了当前制约无线传感器网络实际应用的因素及目前的研究热点。无线传感器网络最终将成为联系信息世界和客观物理世界的接口,从而人类可以通过传感器网络获知客观物理世界的信息并做出相应的措施。

    时间:2019-07-26 关键词: 无线传感器网络 传感器节点 应用现状 无线传感

  • 必创科技探索无线传感器

     近日,由中关村物联网产业联盟主办,选址中国协办的“物联网六人行”活动(以下简称活动)精彩继续。活动定期对中关村物联网产业联盟的核心企业进行深度走访,由企业核心层讲述企业发展现状、核心竞争力、未来发展规划以及近期合作需求。本活动致力于打通行业渠道壁垒,搭建行业资源高效对接平台,帮助企业从产业链条、产业生态、资本支持以及产业落地的多个角度进行深度融合,加深产业链上下游企业之间、企业与资本之间、企业与高等院校以及政府机构之间的深化交流,推动物联网产业繁荣发展。 6月20日,2019年第三期活动走访北京必创科技股份有限公司,探知无线传感器的最新发展情况。在当下传统行业企业纷纷进军产业物联网,无线传感器将迎来的机遇与挑战。 中关村物联网2019年第三期六人行活动与会嘉宾包括:中关村物联网产业联盟秘书长王正伟、中关村物联网产业创新中心常务副主任赵苡彤、必创科技副总经理胡丹、工业监测事业部总经理韩天明、物联网工程实验室经理陈得民等。本次活动继续吸引行业的高度关注,来自北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室副主任宁帆博士、北京昆仑海岸传感技术有限公司总工程师明代都、SAP战略顾问许永硕、北京钛云物联科技有限公司总经理汪新国、北京中电易程科技公司副总经理李强等嘉宾出席活动。 必创科技成立于2005年,深耕无线传感器产品及网络技术研发十五年,一边夯实主营业务,一边布局产业链。目前,必创科技的主营业务已扩展为智能工业、数字油田、智能电网等领域提供工业过程无线监测系统解决方案(监测方案);为装备制造、科研及检测、教学及实验等领域提供力学参数无线检测系统解决方案(检测方案);为汽车电子及消费类电子产品等领域提供MEMS压力传感器芯片及模组产品(MEMS产品)的研发、生产和销售。必创科技已成功研发多项WSN通讯协议和行业专用算法,掌握MEMS芯片设计和封装工艺,成为业内较早实现无线传感器网络产品批量产业化生产的企业之一,并且以技术的持续创新和高可靠性的产品品质、完善的质量服务体系,形成较强的品牌优势。 与会嘉宾们分别就我国无线传感器、MEMS芯片的发展现状及相关技术在监测、监控和数据采集方面的应用展开热烈讨论,深入探讨和预测国内外的产业链分工、市场现状和前景,必创科技主讲嘉宾带领我们参观物联网实验室,亲身感受前沿科技。必创科技表示未来将持续搭建与联盟间的互通桥梁,在中关村物联网产业联盟秘书长王正伟的带领下,让联盟里的成员企业和机构有更多机会深入了解必创科技的产品和实验室,通过合作推进科研落地,创造共赢,推动我国物联网发展。 探知更多物联网的优秀企业,敬请多多关注中关村物联网产业联盟。联盟将定期举办“物联网六人行”及其相关活动,积极推动物联网行业的发展,促进前沿技术交流和企业业务对接。

    时间:2019-07-14 关键词: 无线 传感器 科技 无线传感

  • 我国箭载无线传感网络系统首次搭载飞行

     前不久,我国长三乙火箭搭载亚太6C卫星成功发射升空,箭载无线传感网络系统首次搭载飞行。更令人欣喜的是,我国运载火箭测量系统从此进入“无线”时代。 据了解,箭载无线传感网络针对飞行器测量应用,可实现不同型号智能自适应,摆脱电缆的羁绊,解决了箭上传感网络体重过大、线缆复杂、安装空间拥挤等技术难题,对提高有效载荷意义重大。未来,箭载无线传感网络将朝着更加智能化、小型化、低能耗的方向发展,该技术还可在其他高精度、低成本的复杂环境测量中应用,如工业制造、环境监测、智能家居等等,具有广阔的发展前景。

    时间:2019-07-14 关键词: 无线 传感 智能 无线传感

  • 在Sensors Expo展出的创新传感器技术

    国际传感器及技术展览会(Sensors Expo and Conference)是北美最大最全面的行业计划,是最能了解最新传感器技术的场合。除了10个全新的跟踪和交互式传感器主题外,该展览会还扩展到包括同地举办的活动,如自动驾驶车辆传感器大会。 安森美半导体针对物联网(IoT) 的各种方案,提供尖端技术且易于实施,在Sensors Expo展出。 免电池的传感器 6月26日,安森美半导体技术营销经理Greg Rice将介绍无电池无线传感器如何促成物联网。会议将探讨无线传感器如何完全通过共享数据处理和通信中心收集能量来工作。这些低成本的无电池RFID传感器提供了“即剥即贴即读”( Peel-Stick-Read)的简单性,可以方便地收集和分析应用中的运行数据,包括在传统方案难于实施处(例如墙后、移动空间)的资产跟踪和预测维护。 IoT原型平台 安森美半导体的传感器开发套件结合业界最低功耗的蓝牙低功耗无线电及强大的环境传感器,是可即用的易于开发IoT应用的平台。RSL10传感器套件具有超过10个传感器,包括环境光、惯性和环境传感器。RSL10太阳能电池多传感器平台仅由采集的太阳能供电,可实现免维护的IoT传感器节点。

    时间:2019-07-10 关键词: 传感器 蓝牙低功耗 无线传感

  • 九项物联网关键技术

    九项物联网关键技术

     伴随着中国经济的快速发展,物联网行业也越发的兴盛。过去,互联网兴起造就了千百万富翁。今天,物联网来了,巨大商机能把握在手吗? 物联网不是对现有技术的颠覆性革命,而是通过对现有技术的综合运用,实现全新的通信模式转变,同时,通过这样的融合也必定会对现有技术提出改进和提升的要求,以及催生出一些新的技术。 物联网就是与物相连,感知世界,面临变革时代,必须主动思索,积极行动,让你我投身于物联网革命的洪流之中吧!那么物联网的关键技术是什么呢?下面小编为大家讲解! 物联网的结构大致可以分为3个层次: 首先是传感网络,以二维码、RFID(射频识别技术)传感器为主,实现“物”的识别; 其次是传输网络,通过现有的互联网、广电网络、通信网络或者未来的NGN(下一代网络),实现数据的传输与计算; 第三是应用网络,即输入/输出控制终端,可基于现有的手机,PC等终端进行。 物联网核心技术包括射频识别(RFID),WSN,红外感应器,全球定位系统,Internet与移动网络、网络服务、行业应用软件。 在这些技术中,又以底层嵌入式设备芯片开发最为关键,引领整个行业的上游发展。 以下从物联网的传感技术、网络技术以及网络平台相关的各方面来介绍其当前的核心技术. 图一 图1 识别技术来自多种技术的结合 物联网包括应用、网络、感知3个层面,没一个层面都会涉及一些标准化组织,目前全球有跟多与物联网有关的标准化组织,如图3所示,这些组织大概可以分为几类,如ITU,是根据整个物联网整体架构做出规划,如ISO,是制定无线传感器网络的架构封方面标准。 物联网关键技术介绍 1.二维码及RFID: 二维码及RFID是目前市场关注的焦点,其主要应用于需要对标的物(即货物)的特征属性进行描述的领域。 二维码是一维码的升级,是用某种特定的几何形体按一定规律在平面上分布(黑白相间)的图形来记录信息的应用技术。 目前,二维码即将或正在广泛应用于海关/税务征管管理、文件图书流转管理(我国国务院正在推行机关的公文管理,采用二维码技术; 已经普遍车辆管理、票证管理(几乎包含所有行业)、支付应用(如电子回执)、资产管理及工业生产流程管理等多个领域。 RFID是一项利用射频信号通过空间耦合(交变磁场或电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息达到识别目的的技术。和传统的条形码相比,RFID 可以突破条形码需人工扫描、一次读一个的限制,实现非接触性和大批量数据采集,具有不怕灰尘、油污的特性; 也可以在恶劣环境下作业,实现长距离的读取,同时读取多个卷; 还具有实时追踪、重复读写及高速读取的优势,此特性让其具有极其广泛的应用范围。 2.传感器 传感器作为现代科技的前沿技术,被认为是现代信息技术的三大支柱之一。MEMS(MicroElectro Mechanical Systems)即微机电系统,是由微传感器、微执行器、信号处理和控制电路、通信接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。MEMS传感器能够将信息的获取、处理和执行集成在一起,组成具有多功能的微型系统,从而大幅度地提高系统的自动化、智能化和可靠性水平。 传感器的类型多样: ①温度传感器: 隧道消防、电力电缆、石油石化; ②应变传感器: 桥梁隧道、边坡地基、大型结构; ③微震动传感器: 周界安全、地震检波、地质物探; ④压力水声、空气声等传感器。 3.无线传感器网络(WSN) 无线传感器网络是由许多在空间上分布的自动装置组成的一种计算机网络,这些装置使用传感器协作地监控不同位置的物理或环境状况(比如温度、声音、振动、压力、运动或污染物)。传感器网络的每个节点除配备了一个或多个传感器之外,如果还装备了一个无线电收发器、一个很小的微控制器和一个能源装置(通常为电池),那么这就构成了一个无线传感器网络(WSN,Wireless Sensor Network).WSN是一种自组织网络,通过大量低成本、资源受限的传感节点设备协同工作实现某一特定任务。WSN的构想最初是由美国军方提出的,WSN 是由大量传感器节,它能够实现数据的采集量化、处理融合和传输。 综合了微电子技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等先进技术,能够协同地实时监测、感知和采集网络覆盖区域中各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,处理后的信息通过无线方式发送,并以自组多跳的网络方式传送给观察者。 它的特点主要体现在以下几个方面。 ①能量有限:能量是限制传感节点能力、寿命的最主要的约束性条件,现有的传感节点都是通过标准的AAA或AA 电池进行供电,并且不能重新充电。 ②计算能力有限:传感节点CPU一般只具有8bit,4~8MHz的处理能力。 ③存储能力有限:传感节点一般包括3种形式的存储器,即 RAM、程序存储器和工作存储器。 ④通信范围有限:为了节约信号传输时的能量消耗,传感节点的射频模块的传输能量一般为10~100mW,传输的范围也局限于100m~1kmo (5)防篡改性: 传感节点是一种价格低廉,结构松散、开放的网络设备,攻击者一旦获取传感节点就很容易获得和修改存储在传感节点中的密钥信息以及程序代码等。 (6)大多数传感器网络在进行部署前,其网络拓扑是无法预知的. 4.近距离通信 近距离无线通信技术的范围比较广,只要通信收发双方通过无线电波传输信息,并且传输距离限制在较短的范围内,通常是几十米以内,就可以称为近距离无线通信。它支持各种高速率的多媒体应用、高质量声像配送、多兆字节音乐和图像文档传送等。 低成本、低功耗和对等通信,是短距离无线通信技术的3个重要特征和优势。 常见的近距离无线通信技术特征如图4 RFID、ZigBee、UWB、NFC及蓝牙等近距离无线通信的特点如图5 5.无线网络 常用的无线网络主要包括WiFi(无线局域网)、ZigBee(无线局域网)、WiMAX(无线局域网)、3G/4G/5G(无线广域网)等无线接入技术。 6.全IP方式(IPv6) 由于物联网要求“一物一地址,万物皆互联”,为解决物联网地址容量有限问题,应尽快推动IPv6的普及应用 7嵌入式技术 嵌入式系统也包括硬件和软件两部分。 硬件部分包括处理器/微处理器(CPU)、存储器及外设器件和输入/输出端口、 图形控制器等。 软件部分包括操作系统软件和专门解决某类问题的应用软件,应用程序控制着系统的运作和行为,而操作系统控制着应用程序编写与硬件的交互作用。 8感知无线电 感知无线电技术是软件无线电技术的演化,是一种新的智能无线通信技术,它具有智能型,感知无线电与软件无线电之间的差异可由下式表达: 软件无线电平台+可管理=自适应无线系统 自适应无线系统+学习能力=感知无线电网络 9.云计算 云计算是随着虚拟化技术、处理器技术、分布式计算技术、宽带互联网技术、SOA技术和自动化管理技术的发展而产生的。 云计算关键特征: ①按需求自动服务 ②宽带接入 ③虚拟化的资源池 ④快速弹性架构 ⑤可测量的服务 云部署模型: ①公共云 ②私有云 ③社区云 ④混合云

    时间:2019-07-09 关键词: 物联网 传感器 无线传感

  • 无线传感器的实践者--“物联网六人行”

    无线传感器的实践者--“物联网六人行”

     搭建高效交流平台,促进行业深度融合。 由中关村物联网产业联盟主办,选址中国协办的"物联网六人行"活动(以下简称活动)精彩继续。活动定期对中关村物联网产业联盟的核心企业进行深度走访,由企业核心层讲述企业发展现状、核心竞争力、未来发展规划以及近期合作需求。本活动致力于打通行业渠道壁垒,搭建行业资源高效对接平台,帮助企业从产业链条、产业生态、资本支持以及产业落地的多个角度进行深度融合,加深产业链上下游企业之间、企业与资本之间、企业与高等院校以及政府机构之间的深化交流,推动物联网产业繁荣发展。 6月20日,2019年第三期活动走访北京必创科技股份有限公司,探知无线传感器的最新发展情况。在当下传统行业企业纷纷进军产业物联网,无线传感器将迎来的机遇与挑战。   中关村物联网2019年第三期六人行活动与会嘉宾包括:中关村物联网产业联盟秘书长王正伟、中关村物联网产业创新中心常务副主任赵苡彤、必创科技副总经理胡丹、工业监测事业部总经理韩天明、物联网工程实验室经理陈得民等。本次活动继续吸引行业的高度关注,来自北京邮电大学泛网无线通信教育部重点实验室副主任宁帆博士、北京昆仑海岸传感技术有限公司总工程师明代都、SAP战略顾问许永硕、北京钛云物联科技有限公司总经理汪新国、北京中电易程科技公司副总经理李强等嘉宾出席活动。 必创科技成立于2005年,深耕无线传感器产品及网络技术研发十五年,一边夯实主营业务,一边布局产业链。目前,必创科技的主营业务已扩展为智能工业、数字油田、智能电网等领域提供工业过程无线监测系统解决方案(监测方案);为装备制造、科研及检测、教学及实验等领域提供力学参数无线检测系统解决方案(检测方案);为汽车电子及消费类电子产品等领域提供MEMS压力传感器芯片及模组产品(MEMS产品)的研发、生产和销售。必创科技已成功研发多项WSN通讯协议和行业专用算法,掌握MEMS芯片设计和封装工艺,成为业内较早实现无线传感器网络产品批量产业化生产的企业之一,并且以技术的持续创新和高可靠性的产品品质、完善的质量服务体系,形成较强的品牌优势。   2017年始,必创科技开始筹建物联网工程实验室,依托必创科技无线传感网、光纤光栅传感器、MEMS 芯片三大研发中心及九大系统解决方案事业部,联合行业相关科研机构,进行产学研用合作,加快物联网领域科技成果转化,促进物联网产业创新发展,打造物联网生态圈。 实验室可根据各行业公司的重大发展战略和物联网产业发展需求,开展物联网领域的前沿技术基础研究、模拟仿真测试、物联网产品研发及生产全过程测试验证及整改、标准制定、产学研合作及科技成果产业化,成为物联网领域发挥骨干和引领作用。 目前必创科技的物联网工程实验室位于北京和无锡两地,实验室引进世界先进的无线通信测试设备、电磁兼容测试设备和超低功耗测试设备,覆盖了物联网产品的EMC、通信及功耗测试,将OTA测试系统及技术应用于物联网测试领域,实现了整机有源辐射性能测试。无锡实验室建设有传感器校准实验室和可靠性测试实验室,实验室从产品设计初期开始研究产品关键性能,充分评审指标定位、应用环境;在设计过程中充分评审电路图设计、原材料选型、PCB绘制、结构设计、工艺安装等,不断优化开发流程,实现整个产品开发过程中关键性能的考量;针对定型产品,实验室参考国际、国家和行业相关标准提供预认证测试服务;同时,实验室提供模组及整机测试整改服务,研究各种测试方法,对于共性关键技术及成熟专利技术形成标准,逐步构建物联网产品专用标准。   未来必创科技将继续夯实主营业务,加深与产业链上下游之间的交流合作,加大基础技术研发力度。与此同时,必创科技将开拓更多无线传感器和MEMS芯片的应用场景,进一步布局无线传感网全产业链,抢占全球中高端市场的前列位置。 与会嘉宾们分别就我国无线传感器、MEMS芯片的发展现状及相关技术在监测、监控和数据采集方面的应用展开热烈讨论,深入探讨和预测国内外的产业链分工、市场现状和前景,必创科技主讲嘉宾带领我们参观物联网实验室,亲身感受前沿科技。必创科技表示未来将持续搭建与联盟间的互通桥梁,在中关村物联网产业联盟秘书长王正伟的带领下,让联盟里的成员企业和机构有更多机会深入了解必创科技的产品和实验室,通过合作推进科研落地,创造共赢,推动我国物联网发展。   探知更多物联网的优秀企业,敬请多多关注中关村物联网产业联盟。联盟将定期举办"物联网六人行"及其相关活动,积极推动物联网行业的发展,促进前沿技术交流和企业业务对接。 下期"物联网六人行"活动预告:光轮电子, "软件设计自动化"春风拂面。 本活动得到选址中国的大力支持,在此表示感谢。选址中国致力于成为中国最具公信力的产业园区行业媒体。提供行业资讯、专业研究、资源融通、招商选址、圈层互动等多项服务,呈现行业动态,推动行业进步,让园区的声音更有力!

    时间:2019-06-25 关键词: mems 传感器 物联网六人行 无线传感

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