无线传感器编辑

日期:2020-01-09     浏览:215    
0无线传感器简介
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。传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。
中文名
无线传感器
特    点
低功耗设计
应用领域
脑功能研究
应用实例
桥梁健康检测及监测
1无线传感器传感器类型
2无线传感器应用技术
1、低功耗设计
所有模块采用超低功耗设计,整个传感器节点具有非常低的电流消耗,使用两节普通干电池可以工作数年之久,使维护周期大大延长。从而也可以使用微型振动发电机,利用压电原理收集结构产生的微弱振动能量,转化为电量,为传感器提供电源,为了降低功耗,传感器选用超低功耗的产品,传感器在不采集的时候关断电源或置于睡眠模式。做到真正的免维护。
2、时间同步
BEETECH无线传感器,基于时间同步和固定路由表的TDMA发送协议,可实现“ 同时”睡眠,”同时”醒来,适合无线传感器工业自动化在线监测和检测。
3无线传感器应用领域
美国布朗大学的一个研究小组发明了一种可以植入脑部并可对外发射无线信号的传感器(无线传感器),可能为脑功能研究提供新的工具。在最新研究中,研究人员发明的新型传感器可直接植入大型动物的脑部(猪和恒河猴),并可将记录到的脑信号通过无线技术传输到体外监控设备。动物可以在较大范围内自由活动,实验成功记录了它们与周围环境发生相互作用的数据。无线传感器还可以进行无线充电,实现长期记录。结果显示该传感器在一年时间内都可以保持稳定的信号传输。
4无线传感器唤醒方式
无线传感器网络中,节点的唤醒方式有以下几种:
(1)全唤醒模式:这种模式下,无线传感器网络中的所有节点同时唤醒,探测并跟踪网络中出现的目标,虽然这种模式下可以得到较高的跟踪精度,然而是以网络能量的消耗巨大为代价的。
(2)随机唤醒模式:这种模式下,无线传感器网络中的节点由给定的唤醒概率p随机唤醒。
(3)由预测机制选择唤醒模式:这种模式下,无线传感器网络中的节点根据跟踪任务的需要,选择性的唤醒对跟踪精度收益较大的节点,通过本拍的信息预测目标下一时刻的状态,并唤醒节点。
(4)任务循环唤醒模式:这种模式下,无线传感器网络中的节点周期性的出于唤醒状态,这种工作模式的节点可以与其他工作模式的节点共存,并协助其他工作模式的节点工作。
5无线传感器网络结构
传感器网络系统通常包括传感器节点、汇聚节点和管理节点。
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。
6无线传感器应用实例
桥梁健康检测及监测
  桥梁结构健康监测(SHM)是一种基于传感器的主动防御型方法,可以弥补安全性能十分重要的结构中,把传感器网络安置到桥梁、建筑和飞机中,利用传感器进行SHM是一种可靠且不昂贵的做法,可以在第一时间检测到缺陷的形成。这种网络可以提早向维修人员报告在关键结构中出现的缺陷,从而避免灾难性事故。
  粮仓温湿度监测
  无线传感器网络技术在粮库粮仓温度湿度监测领域应用最为普遍,这是由于粮库粮仓温度湿度的测点多,分布广,使用纵横交错的信号线会降低防火安全系数,应用无线传感器网络技术具有低功耗,低成本,布线简单,安装方便,易于组网,便于管理维护等特点。
  混凝土浇灌温度监测
  在混凝土施工过程中,将数字温度传感器装入导热良好的金属套管内,可保证传感器对混凝土温度变化作出迅速的反应。每个温度监测金属管接入一个无线温度节点,整个现场的无线温度节点通过无线网络传输到施工监控中心,不需要在施工现场布放长电缆,安装布放方便,能够有效解决温度测量点因为施工人员损坏电缆造成的成活率较低的问题.
  地震监测
  通过使用由大量互连的微型传感器节点组成的传感器网络,可以对不同环境进行不间断的高精度数据搜集。采用低功耗的无线通信模块和无线通信协议可以使传感器网络的生命期延续很长时间。保证了传感器网络的实用性。
  无线传感器网络相对于传统的网络,其最明显的特色可以用六个字来概括即:“自组织,自愈合”。这些特点使得无线传感器网络能够适应复杂多变的环境,去监测人力难以到达的恶劣环境地区。BEETECH无线传感器网络节点体积小巧,不需现场拉线供电,非常方便在应急情况下进行灵活部署监测并预测地质灾害的发生情况。
  建筑物振动检测
  建筑物悬臂部分不会因为旁边公路及地铁交通所引发的振动而超过舒适度的要求;通过现场测量,收集数据以验证由公路及地铁交通所引发的振动与主楼悬臂振动之相互关系; 同时,通过模态分析得到主楼结构在小振幅脉动振动工况下前几阶振动模态的阻尼比,为将来进行结构的小振幅动力分析提供关键数据。
  本次应用采用高精度加速度传感器,捕捉大型结构微弱振动,同样适用于风载,车辆等引起的脉动测量。 
7无线传感器参考资料

1.  无线传感器应用实例 .传感器之家.2013-4-23[引用日期2013-04-27]
2.  无线传感器成为未来发展趋势 .半导体器件应用网[引用日期2015-12-09]
 
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