基于WSN的智能节点模块的设计开题报告

 2021-12-26 13:40:14

全文总字数:3142字

1. 研究目的与意义(文献综述)

随着经济的发展以及社会的进步,人们的生活水平日渐提高,在此过程中,人们在各种场合中所需的通信技术也越来越多,原始单一的通信手段早已跟不上飞速进步的社会,因此研究新式通信是很迫切的一件事。近年来,随着通信技术的进步,无线通信技术成为研发主流,而在这其中,无线传感器网络技术(WSN)得到了高速发展,小型无线局域通信网络的技术日渐成熟,而它的出现,便利了人们的日常生活和工作。

本次设计目的是为酒店搭设一个小型无线通信网络系统,命名为“人员监察调配系统”,该系统应当实现实时掌握员工动态位置,从而对员工发出各种任务,借此高效协调酒店的工作人员,提高酒店的工作效率。这一通信网络将改善酒店的管理、清洁以及安保等工作的效率。当然除此以外,小型无线通信网络还可以应用在更多的场景中。

WSN网络是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个自组织网络。 基于MEMS的微传感技术和无线联网技术为无线传感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。

WSN的构想最初是由美国军方提出的,美国国防部高级研究所计划署(DARPA)于1978年开始资助卡耐基梅隆大学进行分布式传感器网络的研究,这被看成是无线传感器网络的雏形。。近期微电子机械加工(MEMS)技术的发展为传感器的微型化提供了可能,微处理技术的发展促进了传感器的智能化,通过MEMS技术和射频(RF)通信技术的融合促进了无线传感器及其网络的诞生。

而相较于传统式的网络和其他传感器,无线传感器网络(WSN)有以下优点:

(1)组建方式自由。无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制,组建者无论在何时何地,都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络,组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。

(2)网络拓扑结构的不确定性。从网络层次的方向来看,无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的,例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少,网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。

(3)控制方式不集中。虽然无线传感器网络把基站和传感器的节点集中控制了起来,但是各个传感器节点之间的控制方式还是分散式的,路由和主机的功能由网络的终端实现各个主机独立运行,互不干涉,因此无线传感器网络的强度很高,很难被破坏。

由于无线传感网具有低功耗、低成本、分布式等优点,因此,本次设计选择搭建WSN网络来实现目的功能。而一个完整的WSN 网络需要诸多节点来实现其功能,主要有无线传感器节点(Sensor Node)、汇聚节点(Sink Node)和管理节点(ManagerNode)三部分组成。在无线传感网中,智能的传感器节点感知信息,并将其通过自组网传递到网关,网关通过各种通信网络将收集到的感应信息提交到管理节点进行处理。管理节点对数据进行处理和判断,根据处理结果发送执行命令到相应的执行机构,调整被控/被测对象的控制参数,达到远程监控的目的。本文主要研究上述人员监察调配系统中汇聚节点及其下层的定位问题。

2. 研究的基本内容与方案

本次设计的基本内容为结合物联网应用,首先选定组网拓扑结构,设计组网节点的功能,以组网方式实现数据通信,使其能够方便运用到小型酒店的人员安排、管理方面,实现定位酒店工作人员的实时位置。

本次设计拟采用的技术方案为使用zigbee协议来实现定位。选用zigbee定位测距方法中的参考节点定位法,计算方法如下:

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3. 研究计划与安排

(1)第1-3周:查阅相关文献资料,熟悉研究内容,确定毕业设计方案,完成开题报告。(2)第4-5周:学习信号处理理论,完成英文资料的翻译。(3)第6-9周:研究用户信号频谱压缩感知方法,搭建仿真平台;(4)第10-12周:调试、验证各项功能;(5)第13-15周:撰写并修改毕业论文。(6)第16周:准备论文答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

[1] 许毅等. 《无线传感器网络技术原理及应用》,清华大学出版社,2015.9.[2] 郑静.《物联网智能家居移动互联技术》,化学工业出版社,2017.1.[3] itu st rategy and policy unit(spu). itu internet report s2014 : the internet of things [r].geneva: international telecommunication union(itu),2014[4]saber amri, fekher khelifi, abbas bradai, abderrezak rachedi, med lassaad kaddachi, mohamed atri. a new fuzzy logic based node loca

[5] 贾坤等.《物联网技术及应用教程》,清华大学出版社,2018.10

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