基于无线传感器网络课程设计要求-实例参考
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计【摘要】本文主要介绍了基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计。
首先从ZigBee技术和无线传感器网络的概述开始,然后探讨了ZigBee技术在无线传感器网络中的应用以及设计要点。
接着介绍了实验设计与实施、数据采集与处理以及系统性能评估等方面。
最后对课程设计进行总结,并展望了未来的研究方向。
通过本课程设计,学生将深入了解ZigBee技术在无线传感器网络中的应用,掌握相关实验与数据处理技能,提高系统性能评估能力。
这对培养学生的实践能力和解决问题的能力具有重要意义,也为未来无线传感器网络技术的发展奠定了基础。
【关键词】ZigBee技术, 无线传感器网络, 课程设计, 应用, 设计要点, 实验设计, 数据采集, 数据处理, 系统性能评估, 总结, 研究方向, 未来展望1. 引言1.1 ZigBee技术概述ZigBee技术是一种短距离、低功耗、低数据传输速率的无线通信技术,主要应用在物联网领域。
它采用IEEE 802.15.4标准,工作在2.4GHz频段,具有自组网、低功耗、低成本等特点。
ZigBee技术被广泛应用在智能家居、工业控制、智能建筑等领域,为传感器节点之间的通信提供了可靠的解决方案。
其网络拓扑结构包括星型、网状和混合型,具有灵活性和扩展性。
ZigBee技术在无线传感器网络中扮演着重要的角色,通过组建网络、数据传输和协调节点等功能,使得无线传感器网络能够实现远程监测、实时控制等应用。
其低功耗特性使得传感器节点可以长时间工作,适用于需要长期监测的环境。
ZigBee技术还具有良好的安全性和可靠性,能够保障传感器数据的安全传输。
ZigBee技术的应用在无线传感器网络中具有广阔的前景,可以提升传感网络的性能和稳定性,为各种应用场景提供可靠的支持。
1.2 无线传感器网络简介无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是由大量分布在空间中的微小传感器节点组成的网络,每个节点都能感知周围的环境,并能将采集到的数据通过无线通信传输到网络中。
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络课程设计环境综合监测实验要求
一、实验目的
以无线传感器网络实验箱为基础,根据一定的监测背景,设计一套检测实际环境中的某项数据的系统,如火警监控、天气监控等,自己通过组网模拟实际环境中的监测任务,并撰写实验报告,实验报告要有实际意义。
二、实验设备
1. 5个以上的通讯节点XM2110。
2. 4块以上传感器板,传感器板型号根据自己确定的监测功能进行选择。
3. 网关、串口线、网线。
4. PC。
三、实现功能
1. 将所选传感器节点下载相关程序并组网,监测相关数据。
2. 通过ekoview上传地图并查看当前数据以及组网。
3. 通过ekoview设置阈值并实现本地报警功能。
4. 通过ekoview绘制相关数据波动图。
四、实验要求
1. 在课程设计实验课上进行实验(两节课时间),并截取相关数据、图表。
2. 撰写实验报告,要说明实际意义。
无线传感器网络原理及方法课程设计
无线传感器网络原理及方法课程设计一、前言无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)是指由大量分布式的、自组织的、无线通信的、具有感知和处理能力的微型传感器节点(Sensor Node)组成的网络架构。
每个传感器节点都具有感测、通信、计算和存储等功能,可以实现节点之间的无线通信和数据传输,从而实现对所监测区域的实时感知、数据采集、处理和传输等任务。
由于无线传感器网络在实际应用中具有广阔的前景和应用价值,因此近年来得到了极大的关注和重视。
本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的研究和学习,深入了解传感器节点的构成、通信原理、能量管理及传感器网络协议等方面的知识,培养学生的创新意识和实践能力,提高其在工程应用中的综合素质和能力。
二、课程设计内容2.1 课程设计目标本课程设计旨在通过对无线传感器网络原理及方法的学习和掌握,使学生能够掌握以下知识和能力:1.了解无线传感器网络的发展历程、应用领域和研究现状;2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理和协议等方面的基本知识;3.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程;4.培养学生的独立思考、实际动手能力和创新意识;5.提高学生的综合素质和工程应用能力。
2.2 课程设计内容第一阶段(2周)1.了解无线传感器网络的基本概念、特点和分类等方面的知识;2.掌握传感器节点的构成、通信原理、能量管理等方面的基本知识;3.学习并掌握传感器网络协议和通信技术等方面的知识。
第二阶段(4周)1.了解无线传感器网络的应用领域和现状;2.学习并掌握传感器网络系统的设计和开发过程;3.实现传感器节点的数据采集和通信等基本功能;4.调试和优化传感器网络系统,提高系统的性能和可靠性。
第三阶段(2周)1.进行无线传感器网络实验及调试;2.学习并掌握数据处理和信息管理等方面的知识;3.进行数据分析和应用等相关实践。
2.3 课程设计要求1.组成4-5人的小组,每个小组负责设计一个无线传感器网络系统;2.每个小组需要设计系统的硬件、软件和通信模块等;3.确定适当的目标和需求,进行系统设计和实现;4.完成系统调试和优化,达到预期目标。
无线传感器网络技术及应用教学设计
无线传感器网络技术及应用教学设计一、背景介绍无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)是近年来国际上迅速发展的新兴技术和研究领域,其技术架构和应用领域涉及传感器技术、通信协议、数据处理、智能控制等多个方面。
由于WSN具有低成本、低能耗、灵活性强等优势,其在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域得到了广泛的应用。
针对WSN这一新型技术的推广和应用,无线传感器网络技术及应用教学在高校教育中越来越受到关注。
本文旨在探讨无线传感器网络技术及应用教学的设计,以提高学生的技术能力和应用水平。
二、课程目标2.1 知识目标学生应具备以下知识: * 熟悉WSN的架构、通信协议和无线传感器的基本功能; * 理解WSN在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域的应用。
2.2 技能目标学生应具备以下技能: * 掌握WSN的基础操作和相关工具的使用;* 能够基于WSN构建一个应用,并进行实验验证; * 能够对WSN性能进行评估和优化。
3.1 理论学习通过教师讲授、PPT演示、课程讨论等方式,让学生熟悉WSN的基本架构、通信协议、无线传感器的基本功能和常用工具的使用。
同时,还需向学生介绍WSN在环境监测、智能交通、医疗卫生、军事防御、生态保护等领域的应用,让学生对WSN的应用场景有更深入的了解。
3.2 实验设计通过设计实验,让学生掌握WSN的基本操作和应用方法。
具体包括:1. WSN基础应用实验:通过搭建一个简单的WSN,让学生掌握WSN的环境搭建及部署、无线通信原理和常用通信协议等基本操作; 2. WSN传感应用实验:通过构建一个在特定环境下的传感应用,如环境监测,让学生掌握WSN在传输数据和处理数据方面的能力; 3. WSN数据处理与分析实验:通过对WSN传输数据进行处理和分析,让学生掌握WSN数据处理方向的能力。
3.3 实验报告通过让学生撰写实验报告,让学生对WSN的应用进行总结和归纳,并能够对WSN性能进行评估和优化。
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络课程设计------远程数据采集系统设计学生姓名:指导教师:峰斌专业:电子信息工程班级:D0745学号:设计时间:2011年1月3日至2011年1月20日实验地点:新实验楼524随着无线网络技术的飞速发展和同益普及,低速、低功耗、低成本的ZigBee 无线网络技术,己成为当前传感器网络及自动化控制领域中的一个重要研究课题。
本论文对ZigBee技术进行广泛深入的分析和研究,使用ZigBee协议设计应用程序并结合硬件进行实验,主要研究工作如下:(1)介绍了ZigBee相关概念、应用前景和研究现状、体系结构、优缺点以及网络拓扑、设备类型、ZigBee网络的基本框架、功能、特点等内容。
(2)对ZigBee网络层、应用层及ZigBee应用程序框架结构、功能进行了研究。
分析了ZigBee协议栈的总体功能结构,着重讨论网络建立、路由机制、数据帧结构和数据传输模式、数据处理模式以及编程接口,展示了整个系统的应用程序编写过程。
(3)分析了ZigBee设备组成结构及硬件设计思路。
在具体介绍JN5121处理器模块、电源模块、时钟模块、存储器模块以及各个接口模块的基础上给出了硬件设计的整体方案及硬件原理图。
(4)讨论了ZigBee网络与因特网的互联及数据交换方式。
研究了嵌入式操作的定制及嵌入式数据库的应用。
(5)组建基于ZigBee技术的无线数据采集系统,以JN5121单片机和数字式温湿度传感器SHT10设计出了传感器网络节点,S3C2440控制器作为ZigBee网关。
传感器节点通过无线通信方式将数据发送到ZigBee网关。
ZigBee网关通过以太网网络将数据传输给监测中心主机,并对实验结果进行分析。
该系统具有良好的人机交互界面和远程访问功能,良好的可移植性和扩展性,可以根据具体要求方便地在数据采集模块上进行传感器的扩充以实现更多功能。
关键词:ZigBee技术,IEEE802.15.4,无线网络,第一章绪论 (1)1.1课题的背景 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.3课程设计意义和目标 (2)第二章无线传感器网络简介 (3)2.1传感器网络体系结构 (3)2.2无线传感器网络的特征 (6)第三章远程数据采集系统硬件设计 (9)3.1系统结构和工作原理 (9)3.2硬件平台 (10)3.3供电电路设计 (11)第四章远程数据采集系统软件设计 (13)4.1软件总体框架 (13)4.2ZigBee协调器节点程序 (14)4.3ZigBee路由器节点程序 (17)第五章总结与展望 (20)参考文献 (21)第一章绪论1.1课题的背景当今世界通信技术迅猛发展,无线通信技术已逐步深入到社会生活的各个领域,其中无线传感器网络技术是很有前途的新兴技术之一。
无线运动传感器课程设计
无线运动传感器课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解无线运动传感器的基本原理及其在现实生活中的应用。
2. 学生能掌握无线运动传感器的构造、功能及操作方法。
3. 学生能了解数据采集、处理与分析的基本过程。
技能目标:1. 学生能运用无线运动传感器收集运动数据,并完成数据传输。
2. 学生能运用相关软件对采集到的数据进行处理与分析,得出有效结论。
3. 学生能通过小组合作,设计简单的无线运动传感器应用项目。
情感态度价值观目标:1. 学生对无线运动传感器产生兴趣,增强对科学技术的热爱。
2. 学生在小组合作中,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生能够关注无线运动传感器在生活中的应用,认识到科技与生活的紧密联系。
课程性质:本课程为信息技术与科学实践相结合的课程,旨在通过无线运动传感器这一载体,培养学生的动手能力、科学思维和创新意识。
学生特点:六年级学生对新鲜事物充满好奇心,具备一定的合作能力和动手实践能力,对科技类课程有较高的兴趣。
教学要求:结合学生特点,课程要求教师以引导为主,注重实践操作,鼓励学生主动探索、合作交流,提高学生的综合素养。
通过分解课程目标为具体学习成果,使学生在课程学习过程中实现知识、技能和情感态度价值观的全面提升。
二、教学内容1. 无线运动传感器基本原理:介绍传感器的工作原理、无线通信技术,使学生理解传感器如何采集和传输数据。
相关教材章节:第五章“传感器与物联网”,第一节“传感器的基本原理”。
2. 无线运动传感器构造与功能:分析传感器的组成部分、各部分功能及其在实际应用中的作用。
相关教材章节:第五章“传感器与物联网”,第二节“传感器的结构与功能”。
3. 无线运动传感器操作方法:教授学生如何正确使用传感器进行数据采集、传输和处理。
相关教材章节:第五章“传感器与物联网”,第三节“传感器的操作与应用”。
4. 数据采集、处理与分析:指导学生运用相关软件对采集到的数据进行分析,提取有效信息,并得出结论。
无线传感器课程设计
无线传感器课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解无线传感器的基本概念、工作原理和应用场景;2. 掌握无线传感器网络的数据采集、传输和处理方法;3. 了解无线传感器在我国物联网领域的应用和发展趋势。
技能目标:1. 学会使用无线传感器进行数据采集和环境监测;2. 能够分析无线传感器网络的数据,解决实际问题;3. 培养学生动手实践、团队协作和创新能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对无线传感器技术的兴趣和求知欲;2. 增强学生对我国物联网产业的自豪感和责任感;3. 引导学生关注环保、节能等社会问题,培养其社会责任感。
课程性质分析:本课程为信息技术课程,旨在让学生了解和掌握无线传感器技术,提高其在实际应用中的技能。
学生特点分析:本课程面向初中年级学生,他们在认知水平和动手能力方面有一定的基础,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:1. 结合课本内容,注重理论与实践相结合;2. 采用项目式教学,培养学生的实践能力和团队协作精神;3. 注重情感态度价值观的培养,提高学生的社会责任感。
二、教学内容根据课程目标,本章节教学内容主要包括以下三个方面:1. 无线传感器基础知识:- 传感器概念、分类和工作原理;- 无线传感器网络的结构、特点和关键技术;- 无线传感器在我国物联网领域的应用案例。
对应教材章节:第一章“传感器与无线传感器网络基础”2. 无线传感器技术与应用:- 数据采集、传输和处理方法;- 无线传感器节点的设计与实现;- 无线传感器网络协议和算法。
对应教材章节:第二章“无线传感器技术与应用”3. 实践项目:- 环境监测项目:空气质量监测、温湿度监测等;- 智能家居项目:智能照明、安防监控等;- 创意设计项目:学生可根据兴趣自主选题,结合无线传感器技术进行创新设计。
对应教材章节:第三章“无线传感器实践项目”教学内容安排与进度:1. 基础知识部分:2课时,讲解传感器概念、分类和工作原理,分析无线传感器网络结构及应用案例;2. 技术与应用部分:3课时,介绍数据采集、传输和处理方法,探讨无线传感器网络协议和算法;3. 实践项目部分:4课时,分组进行环境监测、智能家居和创意设计项目实践。
无线传感网络技术课程设计报告模板
辽宁工业大学无线传感网络技术课程设计(论文)题目:加速度传感器数据采集系统院(系):电子与信息工程学院专业班级:物联网学号:学生姓名:指导教师:教师职称:起止时间:14-06-23至14-07-11课程设计(论文)任务及评语院(系):电子与信息工程学院教研室:目录第1章加速度数据采集系统设计方案 (1)1.1 引言 (1)1.2 总体方案论述 (1)第2章加速度数据采集系统的硬件设计 (2)2.1 系统所需的硬件 (2)2.2 硬件系统各部分实现的功能 (3)2.3系统整体实现的功能简介 (4)第3章加速度传感器数据采集系统的软件设计 (5)3.1 系统软件的功能说明 (5)3.2 系统程序流程图 (5)3.3 系统主要代码 (6)第4章课程设计总结 (13)参考文献 (14)第1章加速度数据采集系统设计方案1.1 引言随着智能化脚步的到来,人们已经发明出了很多用于测量的高智能产品,其中就有加速度传感器,加速度传感器是通过测量由于重力引起的加速度,你可以计算出设备相对于水平面的移动速度,通过分析动态加速度,你可以分析出设备移动的方式。
加速度传感器不仅可以测量牵引力产生的加速度,甚至可以用来分析发动机的振动。
其应用非常广泛,例如加速度传感器可应用于地震波的检测,车祸报警的应用,还可用于高压电线的摆动监测,应用十分的广泛。
1.2 总体方案论述加速度数据采集系统的总体结构如图1所示。
系统主要由三部分组成,包括加速度传感器节点,协调器,PC。
首先我们将编写好的协调器代码通过IAR环境烧写到协调器中,然后修改协调器中各节点ID,此时协调器将会组建一个小范围的网络来控制各个节点协调工作。
加速度传感器节点将采集到的数据通过无线的方式传给协调器,协调器通过串口将数据上传到上位机的显示屏。
本次的系统设计在原有的基础上增加了难度,不仅通过串口通信输出到 PC 机上实时显示,而且同过无线的方式用加速度传感器采集到的信息来控电机,通过转动与停止来检测是否产生加速度。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计基于ZigBee技术的无线传感器网络技术是当今物联网领域的热门技术之一,其在工业自动化、智能家居、农业监测以及环境监测等领域有着广泛的应用。
针对这一技术,本文将结合课程设计的形式,详细介绍关于基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课程设计内容。
一、课程设计目标本课程设计旨在使学生了解和掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的原理、应用及相关技术,具体目标包括:1. 了解ZigBee技术的基本原理和特点;2. 掌握无线传感器网络的组网和通信技术;3. 掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的应用实践;4. 具备无线传感器网络的设计、搭建和调试能力;5. 发展学生的创新能力,培养学生的实际动手能力。
1. ZigBee技术基础知识(1)ZigBee技术概述:介绍ZigBee技术的起源、发展和应用领域;(2)ZigBee技术标准:讲解ZigBee技术的协议栈、PHY层和MAC层等相关标准;(3)ZigBee技术特点:详细介绍ZigBee技术在无线传感器网络中的优点和特点。
2. 无线传感器网络基础知识(1)传感器网络概念:介绍传感器网络的概念和组成结构;(2)传感器节点:讲解传感器节点的功能和设计原理;(3)传感器数据采集:详细介绍传感器数据的采集和传输方式。
3. 基于ZigBee技术的无线传感器网络组网与通信(1)ZigBee组网技术:讲解ZigBee协议栈中的网络层和应用层的组网原理;(2)无线传感器网络通信协议:详细介绍ZigBee技术在传感器网络中的通信协议和数据传输机制。
(1)工业自动化应用:介绍ZigBee技术在工业生产过程中的应用案例;(2)智能家居应用:详细介绍ZigBee技术在智能家居领域的应用案例;(3)环境监测应用:讲解ZigBee技术在环境监测领域的应用案例。
5. 无线传感器网络设计与调试实践(1)传感器网络设计原理:介绍无线传感器网络的设计原理和方法;(2)传感器网络搭建实践:实际操作搭建无线传感器网络并调试;(3)传感器网络应用案例分析:分析不同应用场景下的传感器网络设计和调试原理。
无线传感网络课程设计
无线传感网络课程设计无线传感网络课程设计报告姓名:胡韶辉胡衎学号:********* *********班级:物131班指导教师:***2017年1月1日无线传感网络课程设计实验一、无线传感网络点对点通信实验1.实验内容此实验为验证实验,根据实验步骤进行实验,观察结果是否与预期相符2.实验步骤用IAR8.1打开路径:C:\Users\xs\Desktop\无线传感器网络课程设计\无线传感网实验资料201604\感知RF2-2530WSNV1.2\代码和例子程序\Light_Switch\IDE\Light_Switch\srf05_cc25 30\Iar\Light_Switch.eww分别编译并下载至两个节点上,打开节点,左右键选择<device1>/<device2>,选择完成后按中间键确认,观察LED灯显示情况。
3.实验代码及分析/*功能:查找字符在索引中的哪一个位置*//************************************************************************* *************************/static u16 lookforChar( u8 ch ){uint16 i;for( i = 0; i < FONTLISTCOUNT; i ++ ){if( fontList[i] == ch )return i;}return i;}//查中文static u16 lookforChar16( u16 ch ){uint16 i,j;u16 temp16;for( i = 0; i < fontChar16ListCount;i ++ ){j = i*2;temp16 = fontChar16List[j + 1];temp16 <<= 8;temp16 |= fontChar16List[j];if( temp16 == ch )return i;}return i;}/********************************** *************************************** *************************//*功能:在指定位置输出8*8*//********************************** *************************************** *************************/static void LcdPutChar8( u8 x,u8 y,u8 ch ){LcdBuf[y][x] = ch;}/********************************** *************************************** *************************//*功能:在指定位置输出16*16*//********************************** *************************************** *************************//*static void LcdPutChar16( u8 x,u8 y,u16 ch ){LcdBuf[y][x] = (u8)ch;//低前高后LcdBuf[y+1][x] = (u8)(ch>>8);}void LcdPutString8( u8 x,u8 y,u8 *ptr u8 len,u8 op ){u8 i,*tptr = ptr,xx = x,yy = y;u16 m;if( x > 95)return ;if( y > 1)return ;for( i = 0;i < len; i ++ ) {m = lookforChar(*tptr ++);if( m != FONTLISTCOUNT ) {m = m * 8;}elsereturn;xx += 8;if( xx > 88 )return;}}*/void LcdClearRam( void ) {u8 i;for( i = 0;i < 96;i ++ ) {LcdBuf[0][i] = 0;}for( i = 0;i < 96;i ++ ) {LcdBuf[1][i] = 0;}}void LcdClearScrean( void ){LcdClearRam();PutPic( (void *)LcdBuf );}void LcdPutString16_8( u8 x,u8 y,u8 *ptr,u8 len,u8 op ){u8 i,j,*tptr = ptr,xx = x,yy = y;u16 m;if( xx > 95)return ;if( yy )return ;for( i = 0;i < len; i ++ ){m = lookforChar(*tptr ++);if( m != FONTLISTCOUNT ){m = m * 16;for( j = 0;j < 8;j ++ ){if(op){LcdPutChar8( (xx + j),yy,font[m+j] );LcdPutChar8( (xx + j),yy+1,font[m+j+8] );}else{LcdPutChar8( (xx + j),yy,~font[m+j] );LcdPutChar8( (xx + j),yy+1,~font[m+j+8] );}}}elsebreak;xx += 8;if( xx > 96 )return;}PutPic( (void *)LcdBuf );}//显示16*16字符void LcdPutString16_16( u8 x,u8 y,u8 *ptr,u8 len,u8 op ){u8 i,j,*tptr = ptr,xx = x,yy = y; u16 m;if( xx > 95)return ;if( yy )return ;for( i = 0;i < len; i ++ ){m = lookforChar(*tptr ++);if( m != FONTLISTCOUNT ){m = m * 32;for( j = 0;j < 16;j ++ ){if(op){LcdPutChar8( (xx + j),yy,font[m+j] );LcdPutChar8( (xx + j),yy+1,font[m+j+16] );}else{LcdPutChar8( (xx + j),yy,~font[m+j] );LcdPutChar8( (xx + j),yy+1,~font[m+j+16] );}}}elsebreak;xx += 16;if( xx > 80 )return;}PutPic( (void *)LcdBuf );}static void LcdPrint8( u8 x,u8 y,u8 vl,u8 op ){u8 j;u16 m;m = lookforChar( vl );if( m != FONTLISTCOUNT ){m = m * 16;for( j = 0;j < 8;j ++ ){if(op){LcdPutChar8( (x + j),y,font[m+j] );LcdPutChar8( (x + j),y+1,font[m+j+8] );}else{LcdPutChar8( (x + j),y,~font[m+j] );LcdPutChar8( (x + j),y+1,~font[m+j+8] );}}}}static void LcdPrint16( u8 x, u8 y, u16 val, u8 op ){u8 j;u16 m;m = lookforChar16( val );if( m != fontChar16ListCount ){m = m * 32;for( j = 0;j < 16;j ++ ){if(op){LcdPutChar8( (x + j),y,fontChar16[m+j] );LcdPutChar8( (x + j),y+1,fontChar16[m+j+16] );}else{LcdPutChar8( (x + j),y,~fontChar16[m+j] );LcdPutChar8( (x + j),y+1,~fontChar16[m+j+16] );}}}}void LcdPutDispBuf( u8 x,u8 y,OledCodeDataType *ptr,u8 op ){u8 tcount = x;OledCodeDataType *tptr = ptr;u16 temp16;if( x > 88 )return ;if( y > 1 )return;while( (*tptr != '\0') && ( tcount <= 88) ){if(*tptr < 127)//显示ASIC码{LcdPrint8( tcount,y,*tptr,op );tptr ++;tcount += 8;}else//显示汉字{temp16 = tptr[1];temp16 <<= 8;temp16 |= tptr[0];LcdPrint16( tcount,y,temp16,op );tptr += 2;tcount += 16;}}PutPic( (void *)LcdBuf );}//实现中英文混合显示void LcdPutDisp( u8 x,u8 y,OledCodeDataType *ptr,u8 op ){u8 tcount = x;OledCodeDataType *tptr = ptr;u16 temp16;if( x > 88 )return ;if( y > 1 )return;while( (*tptr != '\0') && ( tcount <= 88) ){if(*tptr < 127)//显示ASIC码{LcdPrint8( tcount,y,*tptr,op );tptr ++;tcount += 8;}else//显示汉字{temp16 = tptr[1];temp16 <<= 8;temp16 |= tptr[0];LcdPrint16( tcount,y,temp16,op );tptr += 2;tcount += 16;}}PutPic( (void *)LcdBuf );}//从右往左输出一组字符并移运显示voidLcdPutScDispRtoL( OledCodeDataType *ptr,u8 op,u16 dl ){OledCodeDataType *tptr = ptr;u16 temp16;// LcdClearRam();while( *tptr != '\0' ){if(*tptr < 127)//显示ASIC码{memcpy(LcdBuf[0],&LcdBuf[0][8],88);memcpy(LcdBuf[1],&LcdBuf[1][8],88);LcdPrint8( 88,0,*tptr,op );tptr ++;}else//显示汉字{memcpy(LcdBuf[0],&LcdBuf[0][16],80);memcpy(LcdBuf[1],&LcdBuf[1][16],80);temp16 = tptr[1];temp16 <<= 8;temp16 |= tptr[0];LcdPrint16( 80,0,temp16,op );tptr += 2;}PutPic( (void *)LcdBuf );LcdDelay( dl );}}voidLcdPutScDispRtoL12( OledCodeDataType *ptr,u8 op,u16 dl ){OledCodeDataType *tptr = ptr;u16 i,temp16;for( i = 0;i < 12;){if(*tptr < 127)//显示ASIC码{memcpy(LcdBuf[0],&LcdBuf[0][8],88);memcpy(LcdBuf[1],&LcdBuf[1][8],88);LcdPrint8( 88,0,*tptr,op );tptr ++;i ++ ;}else//显示汉字{memcpy(LcdBuf[0],&LcdBuf[0][16],80);memcpy(LcdBuf[1],&LcdBuf[1][16],80);temp16 = tptr[1];temp16 <<= 8;temp16 |= tptr[0];LcdPrint16( 80,0,temp16,op );tptr += 2;i +=2;}PutPic( (void *)LcdBuf );LcdDelay( dl );}}//从左往右voidLcdPutScDispLtoR12( OledCodeDataType *ptr,u8 op,u16 dl ){OledCodeDataType *ttptr,*tptr = ptr;u16 temp16;u8 i,len,tempbuf[2][96];len = 12;tptr = ptr+11;for( i = 0; i < len; ){if( *(tptr)< 127 )//显示ASIC码{memcpy(&tempbuf[0][0],&LcdBuf[0][0],96 );memcpy(&tempbuf[1][0],&LcdBuf[1][0],96 );memcpy(&LcdBuf[0][8],&tempbuf[0][0],88) ;memcpy(&LcdBuf[1][8],&tempbuf[1][0],88) ;LcdPrint8( 0,0,*tptr,op );tptr --;i ++;}else//显示汉字{memcpy(&tempbuf[0][0],&LcdBuf[0][0],96 );memcpy(&tempbuf[1][0],&LcdBuf[1][0],96 );memcpy(&LcdBuf[0][16],&tempbuf[0][0],80 );memcpy(&LcdBuf[1][16],&tempbuf[1][0],80 );ttptr = tptr;temp16 = *ttptr;temp16 <<= 8;ttptr = tptr-1;temp16 |= *ttptr;LcdPrint16( 0,0,temp16,op );tptr -= 2;i += 2;}PutPic( (void *)LcdBuf );LcdDelay( dl );}}voidLcdPutScString( OledCodeDataType *ptr,u8 op,u8 rl,u16 dl ){switch( rl ){case LIFT_SC:LcdPutScDispLtoR12( ptr,op,dl );break;case RIGHT_SC:LcdPutScDispRtoL12( ptr,op,dl );break;default:break;}}void LcdPutPic( u8 x, u8 y,u8 w,u8 h,OledCodeDataType *ptr,u8 op ){u8 i;OledCodeDataType *tptr = ptr;if( (x > 95) || ((x + w) > 96) )return;if( (y > 1) || ((y + h) > 2))return;for( i = 0;i < w; i ++ ){if(op){LcdBuf[y][x + i] = *tptr ;if( h == 2 )LcdBuf[y+1][x + i] = *(tptr+w);tptr ++;}else{LcdBuf[y][x + i] = ~*tptr ;if( h == 2 )LcdBuf[y+1][x + i] = ~*(tptr+w);tptr ++;}}PutPic( (void *)LcdBuf );}//整屏滑动显示void LcdPutScPic( OledCodeDataType *ptr, u8 op,u8 qp,u16 dl ){u8 i,j;u8 tempbuf[2][96];if(qp){for( i = 0 ;i < 96; i ++ ) {tempbuf[0][i] = *ptr++;}for( i = 0 ;i < 96; i ++ ) {tempbuf[1][i] = *ptr++;}}else{for( i = 0 ;i < 96; i ++ ) {tempbuf[0][i] = ~*ptr++;}for( i = 0 ;i < 96; i ++ ){tempbuf[1][i] = ~*ptr++;}}switch( op ){case RIGHT_SC: //右边for( i = 0; i < 8; i ++ ){for(j = 0;j < 84; j ++ ){LcdBuf[0][95-j] = LcdBuf[0][83 - j];LcdBuf[1][95-j] = LcdBuf[1][83 - j];}for( j = 0;j < 12; j ++ ){LcdBuf[0][11-j] = tempbuf[0][95 - j];LcdBuf[1][11-j] = tempbuf[1][95 - j];}for(j = 0;j < 84; j ++ ){tempbuf[0][95-j] = tempbuf[0][83 - j];tempbuf[1][95-j] = tempbuf[1][83 - j];}PutPic( (void *)LcdBuf );}LcdDelay( dl );break;case LIFT_SC: //左边for( i = 0; i < 8; i ++ ){for(j = 0;j < 84; j ++ ){LcdBuf[0][j] = LcdBuf[0][j + 12];LcdBuf[1][j] = LcdBuf[1][j + 12];}for( j = 0;j < 12; j ++ ){LcdBuf[0][95-j] = tempbuf[0][11-j];LcdBuf[1][95-j] = tempbuf[1][11-j];}for(j = 0;j < 84; j ++ ){tempbuf[0][j] = tempbuf[0][j+12];tempbuf[1][j] = tempbuf[1][j+12];}PutPic( (void *)LcdBuf );}LcdDelay( dl );break;default:break;}}void LcdPutString16_8_R( u8 *ptr,u8 op){u8 i,x=0;for(i=0;i<12;i++){x=88-i*8;LcdPutString16_8( x,0,ptr,i+1,op );LcdDelay(100);}}4.实验总结此实验室实现两个节点间的通信,可以输出中文或英文,或中英文混合输出。
无线传感网络课程设计模板
摘要老人摔倒及时报警装置年级:13通信1班姓名:卞易婕学号:130803002一、方案概述1.1 背景及应用现在是一个老龄化问题现象普遍存在的时代,而对于老年人来说,无论是日益增加的生活成本,还是随着年龄增长必须要面对的健康问题,都给老年人的生活带来了严重的影响。
根据调查,在65周岁以上的老年人中,目前已经有超过33%的人受到了来自跌倒的威胁,而跌倒会对老年人造成非常严重的伤害,甚至是死亡。
时下,“老人摔倒无人敢扶”事件频频发生。
一方面我们听到对“世风日下”的集体谴责,另一方面却是“好人难当”的无奈感叹。
1月10日早上,家住北京市朝阳区的许大妈去菜市场途中摔倒。
年过60的她因膝关节不灵活,自己爬起来很费力。
当她向周围的人投去求助的眼神时,却无人愿意上前搀扶。
最后,她不得不用了很多时间才自己挣扎着站了起来。
类似的事情或许每天都在我们身边上演。
“救死扶伤、见义勇为、助人为乐本是中华民族的传统美德,但在今天,这种美德不仅没有发扬,而且还被质疑。
这背后是无奈,更是人与人之间信任危机的集中爆发。
”南京师范大学公共管理学院教授王小锡说。
所以当面临家中老人外出时可能摔倒的情况,子女们不免担忧,怕未能及时知道和发现老人在外遇到的突发事件及所在位置,甚至可能因此错过最佳治疗时间。
我所设想的老人摔倒及时报警装置就是由此而来的。
1.2 产品特点需要设备如下:可穿戴的传感器,相关电路,智能手机APP。
设计产品特点:(1)体积小、结构简单、可靠性高把各功能部件集中,内部采用总线结构,减少了各芯片之间的连线,大大提高可靠性与抗干扰能力。
另外,其体积小,对于强磁场环境易于采取屏蔽措施,适合在恶劣环境下工作。
(2)低电压、低功耗采用低功耗蓝牙技术,纽扣电池就能带动起来(3)优异的性能/价格比由于构成的硬件结构简单且便宜、开发周期短、控制功能强、可靠性高,因此,在达到同样功能的条件下,用此硬件开发的控制系统比用其它类型的微型计算机开发的控制系统价格更便宜。
无线传感网技术课程设计
无线传感网技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解无线传感网技术的基本概念,掌握其工作原理和关键技术;2. 使学生掌握无线传感网在环境监测、智能交通等领域的应用;3. 帮助学生了解无线传感网技术的发展趋势及其在未来物联网中的地位。
技能目标:1. 培养学生运用无线传感网技术设计简单应用方案的能力;2. 提高学生分析、解决无线传感网技术在实际应用中遇到的问题的能力;3. 培养学生团队协作、沟通交流和动手实践的能力。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对无线传感网技术的兴趣,培养其探索精神和创新意识;2. 培养学生关注社会热点问题,提高其社会责任感和使命感;3. 引导学生树立正确的价值观,认识到无线传感网技术在促进社会发展中的积极作用。
课程性质:本课程为选修课程,旨在拓展学生的知识面,提高其实践能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术和计算机网络基础,对新兴技术充满好奇,喜欢动手实践。
教学要求:注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,培养学生的创新思维和动手能力。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 无线传感网技术概述- 引导学生了解无线传感网的概念、发展历程和未来发展趋势;- 分析无线传感网的技术特点及其在物联网领域的应用。
2. 无线传感网关键技术- 介绍传感器技术、嵌入式技术、通信技术和网络协议等;- 分析各关键技术在实际应用中的重要性。
3. 无线传感网架构与协议- 讲解无线传感网的基本架构,包括传感器节点、汇聚节点和用户节点;- 介绍常见的无线传感网通信协议,如ZigBee、IEEE 802.15.4等。
4. 无线传感网应用案例分析- 分析环境监测、智能交通、智能家居等领域的无线传感网应用案例;- 引导学生学会运用无线传感网技术设计实际应用方案。
5. 无线传感网实践操作- 组织学生进行无线传感网设备的安装、调试和组网;- 培养学生动手实践能力和团队协作精神。
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络是近几年新兴的一种技术,它以低成本、小体积
以及高信令容量为特点,主要应用于环境检测、家庭自动化、工厂信
息系统等领域。
随着技术的不断发展,无线传感器网络正在逐渐成熟,已经成为物联网的重要组成部分。
本课程旨在帮助学生们深入学习无
线传感器网络,从而掌握关于无线传感器网络技术及其应用方面的知识。
本课程将从原理与技术入手,包括但不限于无线传感器网络体系
结构、无线传输协议、无线传感器网络中的数据处理和传感性能,引
入相关技术来完成实验。
接下来,本课程将重点介绍实际应用,如环
境监测、家庭自动化、工厂信息系统等,以及无线传感器网络在实际
应用中的各种问题。
接着,便是实验,如果学生们能在实际环境中应
用无线传感器网络,就可以更好的理解并应用这门课程。
本课程将融合多个学科的知识,如传感器技术、信号处理、计算
机网络等,参与者们需要具备必要的学习基础,以便能够真正理解并
应用无线传感器网络。
本课程也将结合无线传感器网络相关数据来完
成实验。
学生们在上完本课程之后,能够具备以下能力:①掌握无线
传感器网络的体系结构、原理与技术;②熟悉无线传感器网络实际应
用的层次结构;③参与实际实验,并熟悉无线传感器网络系统的设计、实现及实际应用。
无线传感器网络技术应用广泛,学习本课程可以让学生们掌握有
关无线传感器网络技术的基础知识与实际应用,从而帮助他们在今后
的职业发展中取得更大的成就。
无线传感器课程设计
无线传感器课程设计一、教学目标本课程旨在通过学习无线传感器的原理、应用和技术,让学生掌握无线传感器的基本概念、工作原理和编程方法,培养学生运用无线传感器解决实际问题的能力。
1.了解无线传感器的基本原理和分类;2.掌握无线传感器的编程方法和应用场景;3.熟悉无线传感器在物联网领域的应用。
4.能够使用无线传感器进行数据采集和分析;5.能够运用无线传感器编程实现简单的应用;6.能够独立完成无线传感器的安装、调试和维护。
情感态度价值观目标:1.培养学生对无线传感器的兴趣和好奇心,提高学生的学习积极性;2.培养学生运用科技解决实际问题的责任感和社会使命感;3.培养学生团队合作精神和创新意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括无线传感器的基本原理、分类、编程方法和应用。
1.无线传感器的基本原理:介绍无线传感器的工作原理、组成部分和关键技术。
2.无线传感器的分类:介绍常见的无线传感器类型,如温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
3.无线传感器的编程方法:介绍无线传感器的编程语言、开发环境和编程技巧。
4.无线传感器的应用:介绍无线传感器在物联网领域的应用案例,如智能家居、智能农业、智能交通等。
三、教学方法为了提高学生的学习兴趣和主动性,本课程将采用多种教学方法,如讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法:通过讲解无线传感器的基本原理、分类和编程方法,使学生掌握相关知识。
2.讨论法:学生进行小组讨论,探讨无线传感器的应用场景和实际问题,培养学生的思考和表达能力。
3.案例分析法:分析具体的无线传感器应用案例,使学生了解无线传感器的实际应用价值。
4.实验法:安排实验室实践环节,让学生动手操作无线传感器,培养学生的实践能力和创新能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,丰富学生的学习体验,我们将选择和准备以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的无线传感器教材,为学生提供系统的学习资料。
2.参考书:提供相关的参考书籍,拓展学生的知识面。
中南大学无线传感器网络课程设计NS2仿真
中南大学信息科学与工程学院《无线传感器网络》课程设计题目名称:基于NS2的无线传感器网络软件仿真实验姓名:董嘉伟学号:03专业:物联网工程1002班组员:裘铖、施国豪指导教师:何小贤时间:2013、07、11目录●课程设计目的●课程设计内容●课程设计实验原理⏹WSN路由协议⏹WSN MAC层协议⏹修改的路由协议●课程设计小组分工●课程设计实验流程●课程设计实验结果分析●课程设计心得体会●课程设计总结●参考文献●源代码一、课程设计目的无线传感器网络是物联网的基本组成部分,是物联网用来感知和识别周围环境的信息生成和采集系统,传感器网络对信息处理来说如同人体的感觉突触一样重要。
为了方便感知和部署并提高网络的可扩展性,传感器网络一般采用无线通信方式,从而形成了节点之间可自组织拓扑结构的无线传感器网络。
本课程设计的目的综合应用学生所学知识,建立系统和完整的传感器网络概念,理解和巩固无线传感器网络基本理论、原理和方法,掌握无线传感器网络开发的基本技能。
二、课程设计内容软件仿真实验。
要求使用相关软件仿真一个无线传感器网络,要求如下:●自行参考相关资料,成功安装NS2(或OPNET也可以);●利用NS2自带的范例,构建一个100个节点的无线传感器网络,能够成功运行;最好能有界面显示;●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本,仿真上述无线传感器网络一种路由协议(例如一种多播路由协议);●利用利用NS2自带的范例或其它已有脚本,仿真上述无线传感器网络采用一种MAC协议;●修改或自行编写一个简单路由协议或MAC协议,并进行仿真运行。
三、课程设计实验原理a)WSN路由协议传统计算机网络对路由协议要求如下:正确性,健壮性,稳定性,公平性,最优性。
除此之外,无线传感器网络对路由协议更注重以下特殊要求:能源有效性,简单性,多路性。
无线传感器网络是以数据为中心(Data Centric)进行路由的,不同于传统Ad hoc网络以地址为中心(Address Centric)进行路由的模式。
无线传感器网络课程设计
无线传感器网络课程设计一、课程设计简介无线传感器网络是由多个节点组成的自组织网络,节点之间通过无线信号相互通信,用于监测和控制目标区域内的环境变量。
本课程设计旨在通过设计基于无线传感器网络的温度监测系统,让学生掌握无线传感器网络系统的基本原理和应用开发技能。
二、课程设计目标本课程设计旨在通过以下目标让学生掌握无线传感器网络的基本原理和应用开发技能:•理解无线传感器网络系统的组成结构和通信原理;•学习使用无线传感器网络开发工具和开发环境;•掌握无线传感器网络的应用开发技能;•实现基于无线传感器网络的温度监测系统。
三、课程设计内容3.1 硬件配置本课程设计采用Nordic nRF52840开发板和温度传感器作为无线传感器网络系统的硬件配置。
其中,nRF52840开发板支持蓝牙、Zigbee和Thread等无线通信协议,且集成了低功耗蓝牙(BLE)和ANT无线技术,具有较低的功耗和较高的稳定性。
3.2 软件设计本课程设计采用nRF5 SDK和Keil uVision 5软件进行软件开发。
其中,nRF5 SDK是Nordic公司提供的用于开发nRF系列芯片的软件开发包,包括了驱动程序、协议栈、示例代码等,可大大加快开发进程。
Keil uVision 5则是一款嵌入式系统开发工具,集成了编译器、调试器等开发工具,可为无线传感器网络的开发和调试提供方便。
3.3 程序设计本课程设计主要分为三个模块:传感器节点、中继节点和APP客户端。
其中,传感器节点用于采集温度数据并通过无线传感器网络传输到中继节点;中继节点用于接收传感器节点的数据并将其转发给APP客户端;APP客户端用于接收并显示温度数据。
3.3.1 传感器节点程序设计传感器节点程序设计主要包括以下内容:1.初始化温度传感器;2.等待触发采样(可通过定时器定时采样或按键触发采样);3.读取温度数据,并通过无线传感器网络将其发送给中继节点。
3.3.2 中继节点程序设计中继节点程序设计主要包括以下内容:1.初始化无线传感器网络;2.接收传感器节点的数据;3.将传感器节点的数据转发给APP客户端。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程背景无线传感器网络技术是一种新兴的技术,它能够实现对环境和物体的监测和控制。
它在环境监测、军事侦察、医疗保健、智能家居等领域有着广泛的应用前景,因此受到了广泛的关注。
本课程以ZigBee技术为基础,着重介绍了无线传感器网络技术的原理、技术特点、构架及其应用,并通过实际案例分析来加深学生的理解。
二、课程目标1.了解无线传感器网络技术的基本原理和发展历程;2.掌握ZigBee技术的基本原理和应用;3.了解无线传感器网络技术的构架;4.学习无线传感器网络技术在不同领域的应用。
2.ZigBee技术概述(1)ZigBee的介绍和特点;(2)ZigBee技术的工作原理;(3)ZigBee网络的构架和通信方式。
3.无线传感器网络技术的构架(1)传感器节点的组成和功能;(2)传感器节点之间的通信方式;(3)数据采集和处理。
4.无线传感器网络技术的应用(1)环境监测中的应用;(2)智能家居中的应用;(3)军事侦察中的应用;(4)医疗保健中的应用。
四、教学方法1.理论授课通过讲授无线传感器网络技术的基本原理和应用,介绍ZigBee技术的工作原理与通信方式,对学生进行理论知识的系统学习。
2.案例分析通过对实际应用案例的分析,深入理解无线传感器网络技术在不同领域的具体应用。
3.实验操作设计相关的实验来帮助学生掌握ZigBee技术的应用和工作原理,培养学生的动手能力。
4.课程设计学生需要完成一个基于ZigBee技术的无线传感器网络技术的课设项目,包括系统设计、搭建和调试等环节。
五、教学过程1.第一阶段:介绍无线传感器网络技术的概述和发展历程,引导学生了解该技术的应用领域及其重要性。
2.第二阶段:介绍ZigBee技术的基本原理和特点,并通过案例分析来加深学生的理解。
六、评价方法1.平时表现包括学生对课堂内容的理解情况、实验操作的表现、课程设计的进展等。
2.作业布置相关的理论作业和实验报告,检验学生对无线传感器网络技术的掌握程度。
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计
基于ZigBee技术中职无线传感器网络技术的课程设计一、课程目标本课程设计旨在帮助学生深入了解无线传感器网络技术,并且掌握基于ZigBee技术的无线传感器网络的设计、搭建和应用。
通过本课程的学习,学生将能够掌握无线传感器网络的相关理论知识,熟练掌握ZigBee技术的原理和应用,具备无线传感器网络设计和应用的能力。
二、课程内容1. 无线传感器网络基础知识1.1 无线传感器网络概述1.2 无线传感器网络的组成和特点1.3 无线传感器网络的应用领域2. ZigBee技术介绍2.1 ZigBee技术的原理和特点2.2 ZigBee协议栈结构2.3 ZigBee技术的应用场景三、教学方法本课程将采用理论教学和实践操作相结合的教学方法。
通过理论讲解使学生掌握相关知识,通过实践操作使学生掌握实际应用能力。
在教学过程中,将引导学生分析无线传感器网络的实际应用案例,激发学生的创新意识和实践能力。
四、实践环节为了提高学生的实际操作能力和解决问题的能力,本课程将设置大量的实践环节。
学生将有机会参与传感器节点的设计与制作、无线传感器网络的搭建和调试、以及对实际场景中无线传感器网络的应用案例进行分析和实现。
五、课程评估1. 平时表现:包括课堂讨论、实验报告等,占总评成绩的30%。
2. 期中考试:考察学生对无线传感器网络理论知识的掌握程度,占总评成绩的30%。
3. 期末实践项目:要求学生根据所学知识设计并实现一个小型无线传感器网络应用项目,占总评成绩的40%。
六、教学资源1. 教材:《无线传感器网络技术与应用》,王明、李华主编2. 软件:ZigBee网络模拟软件、ZigBee应用开发软件3. 硬件:无线传感器节点、ZigBee通信模块、无线传感器网络开发板。
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基于无线传感网的智能交通拥堵监测与控制系统设计——无线传感器网络技术课程设计学院:信息科学技术学院专业:08电子信息工程姓名:***学号:********B032完成日期:2010-12-12考试方式:考查成绩:一、课题目的要求:描述需要解决什么问题?例如:针对目前中国的交叉路口多,车流量大,交通混乱的现象研究一种控制交通信号灯的基于无线传感器的智能交通系统。
二、课题背景要求:对存在问题进行描述?例如:随着经济的快速发展,生活方式变得更加快捷,城市的道路也逐渐变得纵横交错,快捷方便的交通在人们生活中占有及其重要的位置,而交通安全问题则是重中之重。
据世界卫生组织统计,全世界每年死于道路交通事故的人数约有120 万,另有数100 万人受伤。
中国拥有全世界1. 9 %的汽车,引发的交通事故占了全球的15 % ,已经成为交通事故最多发的国家。
2000 年后全国每年的交通事故死亡人数约在10 万人,受伤人数约50万,其中60 %以上是行人、乘客和骑自行车者。
中国每年由于汽车安全方面所受到的损失约为5180 亿(人民币),死亡率为9 人/ 万·车,因此,有效地解决交通安全问题成为摆在人们面前一个棘手的问题。
在中国,城市的道路纵横交错,形成很多交叉口,相交道路的各种车辆和行人都要在交叉口处汇集通过。
而目前的交通情况是人车混行现象严重,非机动车的数量较大,路口混乱。
由于车辆和过街行人之间、车辆和车辆之间、特别是非机动车和机动车之间的干扰,不仅会阻滞交通,而且还容易发生交通事故。
根据调查数据统计,我国发生在交叉口的交通事故约占道路交通事故的1/ 3,在所有交通事故类型中居首位,对交叉口交通安全影响最大的是冲突点问题,其在很大程度上是由于信号灯配时不合理(如黄灯时间太短,驾驶员来不及反应),以及驾驶员不遵循交通信号灯,抢绿灯末或红灯头所引发交通流运行的不够稳定。
随着我国经济的快速发展,私家车也越来越多,交通控制还是延续原有的定时控制,在车辆增加的基础上,这种控制弊端也越来越多的体现出来,造成了十字交叉路口的交通拥堵和秩序混乱,严重的影响了人们的出行。
智能交通中的信号灯控制显示出了越来越多的重要性。
国外已经率先开展了智能交通方面的研究。
美国VII系统(vehicle infrastructure integration),利用车辆与车辆、车辆与路边装置的信息交流实现某些功能,从而提高交通的安全和效率。
其功能主要有提供天气信息、路面状况、交叉口防碰撞、电子收费等。
目前发展的重点主要集中在2个应用上: ①以车辆为基础; ②以路边装置为基础。
欧洲主要是CVIS 系统(cooperative vehicle infrastructure system)。
它有60 多个合作者,由布鲁塞尔的ERTICO 组织统筹,从2006 年2 月开始到2010年6月,工作期为4年。
其目标是开发出集硬件和软件于一体的综合交流平台,这个平台能运用到车辆和路边装置提高交通管理效率,其中车辆不仅仅局限于私人小汽车,还包括公共交通和商业运输。
日本主要的系统是UTMS 21 ( universal traffic management system for the 21st century , UTMS 21)。
是以ITS 为基础的综合系统概念,由NPA (National Police Agency) 等5个相关部门和机构共同开发的,是继20 世纪90 年代初UTMS 系统以来的第2代交通管理系统,DSSS是UTMS21中保障安全的核心项目,用于提高车辆与过街行人的安全。
因此,从国外的交通控制的发展趋势可以看出,现代的交通控制向着智能化的方向发展,大多采用计算机技术、自动化控制技术和无线传感器网络系统,使车辆行驶和道路导航实现智能化,从而缓解道路交通拥堵,减少交通事故,改善道路交通环境,节约交通能源,减轻驾驶疲劳等功能,最终实现安全、舒适、快速、经济的交通环境。
三、课题设计方案要求:给出整套系统的设计原理框和方案说明例如:首先查阅了国内外文献了解课题研究背景、磁阻传感器的工作原理以及铁磁物质对周围磁场产生影响的原理,并了解相关微处理器的结构及功能。
对整个系统的方案进行设计,通过进一步学习完善已有的设计方案。
将设计方案转化为电路图,画出电路版图,投片,完成硬件平台的搭建。
进行软件的编程,及硬件的调试。
将软件和硬件结合到一起,进行模拟路况实验。
智能交通系统(Intelligent Transportation System ,简称ITS) 是利用尖端的电子信息技术,形成行人、公路和车辆三位一体的新公路交通系统的总称。
我国现有的交通控制系统,相对于国外的发展具有较大的差距,这种落后的控制方式已经无法满足当前的交通运输的压力。
目前,我国的智能交通系统对车辆的检测大多采用环形线圈探测器、微波探测器、超声波和视频探测器等。
从性价比角度考虑,环形线圈探测器其技术成熟,检测精度高,可全天候的工作,但是安装时候需要切割地面,影响路面的寿命,目前主要应用在停车场内。
超声波和微波容易受到天气和障碍物的影响,造成误检。
视频探测是目前应用较多的检测方式,适用于城市交叉路口的交通控制,但易受恶劣气候的影响,夜间要求有路灯照明。
上述的交通控制系统普遍价格比较昂贵,需要有线的方式进行检测,只能够提供单一的十字路口的交通控制。
虽然汽车由于型号不同而具有不同的结构,但各类汽车中均含有大量的铁磁物质,尤其是汽车底盘均用铁磁材料制造而成。
汽车在行驶过程中会对周围的地磁场产生影响,有些汽车甚至可以影响到十几米以外的地球磁场。
将磁敏传感器置于道路两侧或路基之下的适当位置处便可感应到地磁场的变化,通过磁敏器件的输出信号可以判断出车辆通过的情况,从而实现对车流量进行监测。
因此本系统根据上述系统的弊端,提出了一种新的控制方式,采用无线传感器网络结合巨磁阻传感器来完成交通的智能控制,相临十字交叉路口处的无线传感器汇聚节点之间能够进行通信,提供了相对较多的数据冗余信息。
无线传感器网络作为新兴的测控网络技术 ,是能够自主实现数据的采集、融合和传输等应用的智能网络应用系统。
无线传感器网络使逻辑上的信息世界与真实的物理世界紧密结合,从而真正实现“无处不在”的计算模式,而且该系统具有体积小、成本低、便于安装的优点,能够全天候的工作,便于在交通部门进行推广和普及。
本系统选用灵敏度较高的巨磁阻传感器来完成对行驶车辆的检测。
系统的频率选择在2.4Ghz工作频段,该频段相对于433Mhz、868Mhz、915Mhz具有较宽的工作频带和较快的信号传输速率。
整套系统支持ZigBee协议,具有数据较验和冲突检测的功能。
该系统主要由无线传感器节点和无线传感器汇聚节点组成。
无线传感器节点是整套系统的基本组成部分,节点是整个系统的基本组成单元,节点电路的基本组成框图如图1所示:图1无线传感器节点的基本组成框图整个系统由微处理器、传感器单元、收发单元及供电单元组成。
微处理器使用LPC2138,它是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16位ARM7TDMI-S CPU的微控制器,并内嵌32/64/128/256/512kB的高速Flash存储器。
128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在最大时钟速率下运行,对代码规模有严格控制的应用它具有高性能和低功耗的特性,指令集和相关的译码机制比复杂指令集计算机要简单的多。
传感器为磁阻传感器,由两个相距5-10 cm的磁阻传感器,当有车辆通过时,传感器周围的地磁场发生变化,变化的磁场信号经过信号放大后经过A/D转换器后送入微处理器,处理器便立即启用定时器记录下车辆通过的时刻,然后开始采集后端传感器的输出信号,当检测到车辆后计时器停止计时。
重新开始车辆的计数工作,检测下一辆车,系统采用两个传感器能够判断车辆行驶的方向。
检测后的信息经处理后发送至收发单元,收发单元将检信号发送给无线传感器汇聚节点。
整套系统的设计原理框图如图2所示:图2无线传感器网络智能交通控制原理框图安装在道路边的无线传感器节点实时的检测检测车道上行经的车辆,并能够由远离信号灯的无线传感器节点实时的检测停留在车道上的排对车辆长度,传感器节点将监测到的信息实时的发送给无线传感器汇聚节点。
汇聚节点根据道路两边布置的传感器发送来的信息。
以路面的实际车辆长度为输入量,输出量为实际控制延长的绿灯时间,最终实现平面交叉口信号灯的控制。
收发单元则使用射频模块,在电子学理论中,电流流过导体,导体周围会形成磁场;交变电流通过导体,导体周围会形成交变的电磁场,称为电磁波。
在电磁波频率低于100khz时,电磁波会被地表吸收,不能形成有效的传输,但电磁波频率高于100khz时,电磁波可以在空气中传播。
射频则指具有远距离传输能力的高频电磁波,射频模块则是基于射频技术的可进行远距离传输的硬件设备。
四、课题实现方案要求:给出你采用的传感器类型,无线传感器网络组网类型,系统结构图和流程图,并加以说明。
例如:参照国内外智能交通系统的设计以及磁阻传感器研究成果,设计了利用巨磁阻传感器及射频模块,微处理器构成的基于无线传感网络的智能交通系统,在设计过程中得到的主要成果如下:1.利用HMC1021Z巨磁阻传感器,传感器电路中使用滤波电路使输出信号更加稳定,该电路中还使用运算放大器,可使芯片的输出电压信号放大以便在有铁磁物体经过传感器附近时输出供处理器使用的高电平信号,实际测得巨磁阻传感器可正常运行,并可较为精确的计算通过交通信号灯的车流量大小。
2.该系统实现了集数据采集、处理,以及由交通信号灯显示控制结果等基本的功能于一体的传感器智能化设计,经过试验证明该系统具有可行性与稳定性。
3.提出了将所设计的传感器应用于智能交通系统中的方案。
目前,在理论设计中所使用的传感器已经能够达到所需的灵敏度与检测距离的要求,并且可以稳定的工作。
并具有数据采集、处理、显示等基本功能。
但由于巨磁阻传感器灵敏度较高,为了使其能够在更加复杂的环境下稳定工作,进一步扩大传感器的应用范围,还需要对传感器的结构及电路进行改进以改善检测距离和稳定性等性能。
并且可以进行进一步的智能化设计,提供更加方便的智能化系统,使交通状况变得越来越好。
在拥有上述功能后,便可以将此种传感器应用于更加广泛的领域。
基于无线传感器的智能交通系统很好的利用了存在于机动车本身的一种磁效应,利用无线传感网络使交叉路口处的红绿灯控制得到有效地改善,属于智能交通系统的一个典型应用子系统。
该系统可有效地解决交叉路口车辆行驶情况混乱的问题,在很大程度上避免了一些交通事故的发生。
很好地保证了道路的车流量问题,使路面上的车流均匀分布,缓解了车辆行驶高峰期时的堵车状况,使人们的出行更加畅通无阻。