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《山东大学》 2006年
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基于无线传感器网络的环境集成监测系统

孙昊  
【摘要】:随着现在高科技的进步,人们的生活水平有了很大的提高,对环境的要求也越来越高,环境问题开始得到了社会的重视。目前,环境监测发展的一个重要方向是开发适合中国国情、价格低廉的远程监测系统,而环境监测系统中极为重要的一部分就是如何获得环境参数,只有获得环境参数才能进行后面的分析、决策工作。 近年来,无线传感器网络(WSN)掀起了一场后PC时代的革命。无线传感器网络是由大量具有感知能力、计算能力和通信能力的微小传感器结点构成的自组织、分布式网络系统。它综合了传感器技术、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,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并传达给用户。因此,无线传感器网络正适合应用于环境监测系统。 本课题来源于山东省优秀中青年科学家奖励基金项目“基于无线传感器网络的环境集成监测系统”,使用了遵循IEEE802.15.4标准的低功耗无线收发器IP-Link1000,研究了无线数据采集与传输一体化集成技术,开发了具有路由功能的无线传感器网络的子节点和路由协议,研发出了具有互联网功能的数据接收主节点(Sink Node),并开发出了与主节点通信的上位机应用程序,可以对主节点的数据加以提取。其中,被ARM芯片驱动的子节点可以通过IP-Link1000正常收发数据;子节点中的路由算法已经通过在MATLAB下的多次仿真试验,达到了预期的效果;集成了网卡的主节点跟安装了接收软件的计算机也可以做到了正常的数据发送和接收,实现了设计目标。 本文的章节安排如下。第一章介绍了本课题的研究背景和研究现状,对本设计的整体方案进行了阐述;第二章中设计了作为检测节点存在的子节点。第三章中提出了子节点传输数据的路由算法,并对路由协议在MATLAB下进行了仿真,给出了统计结果;第四章到第六章是对主节点进行了设计。主节点采用了功能更强的LPC2214做控制芯片,硬件上通过驱动RTL8019AS实现了以太网连接,软件上集成了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ,并在此基础上对TCP/IP
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP212.9;TN929.5

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 张嘉怡;无线传感器网络在煤矿安全监测中的应用[D];西南交通大学;2008年
2 翟立铭;适于分布式测试的数据采集系统研究与设计[D];中北大学;2008年
3 孙浩明;水中爆炸测试系统无线传感器网络电源系统研究[D];中北大学;2009年
4 牛永超;基于无线传感器网络的温室温湿度监测平台设计[D];西北农林科技大学;2009年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王魏,李平,韩波;无线传感器网络路由协议研究[J];工业控制计算机;2005年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王静;;基于ARM的太阳能电站远程监控系统的研究[J];安防科技;2007年10期
2 吴俊君;;智能楼宇门禁系统研究与实现[J];安防科技;2008年02期
3 陈东;;基于冗余CAN总线的分布式控制系统的研究与设计[J];安防科技;2008年03期
4 申红明;赵芙生;;基于LPC2138的嵌入式家庭智能监控系统[J];安防科技;2008年05期
5 王莉莉;吕芳;;基于ARM的汽车防盗报警系统设计[J];安防科技;2008年06期
6 刘振永;高恒志;;嵌入式系统在远程监控中的应用[J];安防科技;2008年06期
7 刘步中;张曦煌;王庆磊;;基于嵌入式Linux的视频监控系统的设计[J];安防科技;2009年06期
8 韩国华;杜永贵;;基于ARM7的远程视频监控系统[J];安防科技;2009年11期
9 杨里;唐伦;陈前斌;;基于TD-SCDMA移动视频监控系统的反向控制[J];安防科技;2009年12期
10 管凤旭;徐冉;杨伟;;基于WinCE和GPRS的安防报警系统设计[J];安防科技;2010年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈花;马学森;韩江洪;魏振春;;μC/OS-Ⅱ在LPC2119微处理器上移植的研究和实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年
2 王彪;;基于LPC2138的TFT触摸屏人机交互模块设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年
3 刘畅;冯顺山;;基于ARM的嵌入式弹载数据采集系统的实现[A];第七届全国爆轰学术会议论文集[C];2006年
4 周翔;沈明霞;;基于GPRS的农田信息采集系统设计与实现[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(三)[C];2007年
5 周佳雯;;基于ARM7的火灾显示盘设计[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年
6 李卫国;葛纫秋;;一种基于uClinux的便携式邮件接收器的设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
7 戴洁;孟利民;郑国惠;;基于嵌入式Linux的无线视频采集与显示系统[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
8 陈俊;吕恒;武穆清;;VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(下)[C];2006年
9 李冰;孙建平;;基于S3C2410与嵌入式Linux的网络视频监控[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集(下册)[C];2008年
10 杜传利;曾翠娟;;嵌入式GPS/DR组合导航系统的硬件设计与实现[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋鼎国;无线传感器网络农业信息监控系统设计与数据融合研究[D];江南大学;2010年
2 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年
3 王先超;三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究[D];上海大学;2011年
4 陈益;具有目的域的光电稳定跟踪系统满意控制策略[D];南京理工大学;2010年
5 王颖锋;嵌入式系统节能调度算法研究与设计[D];西安电子科技大学;2010年
6 朱方;多信息融合模式分类方法研究及在公交客流识别系统中的应用[D];河北工业大学;2010年
7 陈晗斐;实时操作系统的若干关键问题研究[D];浙江大学;2004年
8 丁绪星;基于整数小波变换的图像编码研究与实现[D];南京理工大学;2004年
9 杨丽;组培苗分割移植机器人系统的研究[D];中国农业大学;2005年
10 娄嘉骏;家庭网络平台研究与构造[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年
2 张海清;基于嵌入式系统的CAN总线汽车组合仪表的研究[D];安徽工程大学;2010年
3 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年
4 宫明广;基于ARM平台分布式测控终端设计[D];南昌航空大学;2010年
5 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年
6 张维;基于ARM7的配电变电所和开闭所RTU研究[D];山东科技大学;2010年
7 刘立辉;基于嵌入式系统平台的城市噪声分布地图[D];山东科技大学;2010年
8 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年
9 张永臣;基于ARM的SVG型低压无功补偿控制器的研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑成武;;浅谈我国温室大棚的现状与发展[J];安徽农机;2005年02期
2 苏华,陈网桦,吴涛,葛桂兰,范秀琴,刘荣海;炸药水下爆炸冲击波参数的修正[J];火炸药学报;2004年03期
3 肖川;宋浦;梁安定;;炸药水中爆炸规律的研究进展[J];火炸药学报;2006年06期
4 王晓峰,陈鲁英;炸药的水下爆炸威力[J];火炸药;1995年01期
5 陆遐龄;梁向前;胡光川;唐春海;;水中爆炸的理论研究与实践[J];爆破;2006年02期
6 高勇军,王伟策,陈小波,叶序双,顾文彬;浅层水中爆炸冲击波压力的测试与分析[J];爆破;1999年01期
7 杜晓明;陈岩;;无线传感器网络研究现状与应用[J];北京工商大学学报(自然科学版);2008年01期
8 张振华,朱锡,白雪飞;水下爆炸冲击波的数值模拟研究[J];爆炸与冲击;2004年02期
9 陈维;沈辉;邓幼俊;;太阳能光伏应用中的储能系统研究[J];蓄电池;2006年01期
10 李凤保,刘金,古天祥;网络化传感器技术研究[J];传感器技术;2002年07期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 欧阳名三;独立光伏系统中蓄电池管理的研究[D];合肥工业大学;2004年
2 沈艳;分布式测试系统协作理论及其通信平台实时性研究[D];电子科技大学;2004年
3 饶国宁;爆炸能量输出特性及爆炸波与目标作用的研究[D];南京理工大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王文廉;同时测速测压的存储式冲击波测试系统研究[D];华北工学院;2004年
2 黄德勇;高速数据采集系统设计和CPCI接口研究[D];电子科技大学;2004年
3 李双;水下爆炸对板壳结构破坏机理研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
4 董自健;无线局域网接入点设备的设计与研制[D];东南大学;2004年
5 李保强;面向无线传感器网络的低能耗关键技术研究[D];西北工业大学;2005年
6 韩进;基于无线传感器网络嵌入式测控系统的应用研究[D];合肥工业大学;2005年
7 梁婧宇;智能温室环境温湿度测控系统的研究与设计[D];太原理工大学;2005年
8 欧杰峰;基于IEEE802.15.4的无线传感器网络组网研究[D];浙江大学;2006年
9 张巍巍;基于无线传感器网络的智能家庭应用研究[D];西北工业大学;2006年
10 王建刚;无线传感器网络分布式节点定位算法研究[D];西北工业大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 阮殿旭;张晓光;;基于LabVIEW无线传感器网络的煤矿井下监测系统研究[J];矿山机械;2010年22期
2 汪亚霖;文方;;无线网络化ZigBee技术在矿井监控中的应用[J];中国高新技术企业;2012年17期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李华;WSN定位技术及其在矿井人员定位中的应用研究[D];河北工程大学;2010年
2 杨彦卿;无线分布式存储测试系统的设计[D];中北大学;2011年
3 李勇;无线传感器网络节点研究与实现[D];南京邮电大学;2011年
4 宋楠楠;基于无线传感器网络的煤矿安全监控系统的研究[D];北京工商大学;2010年
5 巴进明;无线传感网络施工隧道安全监控系统软件设计与实现[D];华中科技大学;2011年
6 桂林;基于ZigBee的传感器网络环境监测的研究与实现[D];南京邮电大学;2012年
7 闫鑫;遥测系统中记忆重发电路设计[D];中北大学;2012年
8 敖妙;船舶毁伤参数测试控制备份系统的设计[D];中北大学;2012年
9 李鑫旺;无线分布式测试系统中测试节点的数据存储技术研究[D];中北大学;2010年
10 路坦;矿井瓦斯浓度监测及人员定位无线传感网络研究[D];中北大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 任丰原,黄海宁,林闯;无线传感器网络[J];软件学报;2003年07期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 肖俐平;孙岩;陈桂生;李德毅;;基于ARM的嵌入式系统组网设计与实现[J];测控技术;2007年08期
2 宋广伟;李向阳;彭学亮;;基于颜色Petri网的SPIN协议研究[J];微计算机信息;2010年06期
3 黄元江;;GPRS支持下的现代城市环境监测系统研究[J];中南林业科技大学学报;2010年07期
4 刘兼唐;赵敏;;以太网转换接口设计[J];电子测量技术;2006年03期
5 顿雁兵;张海南;;基于LPC2210的嵌入式以太网接口芯片设计[J];科学技术与工程;2007年06期
6 余恒;王刚亮;;无线传感器网络路由协议研究进展[J];科技传播;2011年02期
7 徐汶东;靖德忠;;基于分布式电磁探测系统的无线网络动态聚类路由算法设计[J];微计算机应用;2011年03期
8 谭永宏;黎福海;;基于ARM和CAN总线的分布式数据采集系统设计[J];中国仪器仪表;2008年03期
9 秦岭;张晔;白光伟;;无线传感器网络路由协议研究进展[J];连云港师范高等专科学校学报;2007年02期
10 岳江峰;刘志勤;龚轩涛;;无线传感器网络在核监测中的路由协议研究[J];计算机应用与软件;2009年12期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 文选军;董秀成;;电能质量监测仪的嵌入式以太网接入实现[A];四川省电工技术学会第九届学术年会论文集[C];2008年
2 张峰;杜尚丰;赵亮;;温室环境监测无线传感器网络汇聚节点设计[A];2007年中国农业工程学会学术年会论文摘要集[C];2007年
3 吉长余;张东果;陈跃;姜丽丽;余秀芬;;大亚湾核电站环境监测工作中的质量保证措施[A];全国放射性流出物和环境监测与评价研讨会论文汇编[C];2003年
4 李梅;辛小毛;张宽;;基于GIS技术建立天津市环境监测地理信息系统[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
5 杜志平;赵海;刘大鹏;;基于链路生存时间的稳健的车载网络路由协议[A];第八届沈阳科学学术年会论文集[C];2011年
6 李党生;杨志强;朱惠斌;冯涛;;浅谈环境监测实验室废液的处置与管理[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
7 张娟;孔凡军;;Ad Hoc网络路由协议研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
8 谭定忠;邱英;师柱;张厚琛;高明;;基于无线传感器网络的温度监测技术研究[A];2009中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2009年
9 李涛;杨静;王平;;基于能量考虑的ZigBee树路由协议[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
10 刘利娜;;关于加强环境监测与环境监察协调运行的建议[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(下册)[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 付毅飞;刘文清:在光学与环境监测之间找到自我[N];科技日报;2007年
2 记者 丁冬;环境监测实现大突破[N];中国环境报;2004年
3 吴晶晶;环境信息多头发布多个结果,体制需“梳理”[N];新华每日电讯;2008年
4 本报记者 仲属宁;守望碧水蓝天[N];营口日报;2008年
5 本报记者 文雯;多头发布易导致信息混乱[N];中国环境报;2010年
6 本报记者 孟凡君;我国地灾原因点击[N];中国矿业报;2010年
7 记者 刘宇男;省环保厅:加强环境监测 严防污染事故[N];四川日报;2011年
8 特约记者 史沁平;国家环境监测总站站长魏山峰在我市调研[N];长治日报;2008年
9 记者 金涛 通讯员 鄢祖海 王勇 实习生 柳诗莹;创十年来年度空气质量最佳[N];长江日报;2010年
10 赵英民;明确环境监测定位 强化环境监测管理[N];中国环境报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲文武;无线网络的声明性方法研究[D];中国科学技术大学;2010年
2 刘绍波;边坡数字无线监测系统关键技术研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
3 胡细;移动自组网络中若干问题的建模与分析[D];上海大学;2007年
4 任彦;无线传感器网络覆盖与拓扑控制理论与技术研究[D];北京交通大学;2008年
5 左克;移动对等计算资源定位与分发技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 高腾;能量高效的无线传感器网络分簇路由协议研究[D];大连理工大学;2011年
7 彭革刚;移动自组网QoS路由协议研究[D];复旦大学;2005年
8 张瑞;基于802.11的无线网状网路由与传输技术研究[D];中国科学技术大学;2008年
9 康凯;无线多跳网中多址和路由选择技术的研究[D];电子科技大学;2005年
10 张天乐;交替活跃模式的部分连接网络路由研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孙昊;基于无线传感器网络的环境集成监测系统[D];山东大学;2006年
2 严平;基于ARM的无线环境监测网的网关设计[D];上海交通大学;2008年
3 冯国飞;基于S3微控制器嵌入式系统的研究[D];天津科技大学;2005年
4 肖迎杰;改进的ZRP路由协议的研究[D];山东大学;2009年
5 刘伟;无线传感器网络路由协议的研究[D];上海交通大学;2007年
6 董亮;环境监测站办公自动化系统的设计与实现[D];山东大学;2008年
7 周懿;基于ARM嵌入式平台无线Mesh AP的设计与实现[D];西安电子科技大学;2011年
8 李娟;嵌入式多通信模式EOS终端的研究[D];山东大学;2006年
9 严彬彬;基于ARM的远程家庭监护智能终端系统的研制[D];山东大学;2007年
10 侯广乾;Ad Hoc无线移动自组织网络的路由协议及其仿真分析[D];山东大学;2007年
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