隨著“互聯(lián)網(wǎng)+”時代的到來,信息的采集與傳輸將無處不在,很多應用場景需要將待采集的信息通過無線的方式傳送至中繼節(jié)點,然后以TCP/IP協(xié)議的方式上傳至后臺中心,再由后臺集中處理。但這些場景中信息采集點的無線傳感節(jié)點供電要么采用電池要么采用無源組合供電,另外有些場合不易更換電池,這對傳感節(jié)點能耗提出了更高的要求,因此研究無線傳感節(jié)點低功耗技術具有十分重要的現(xiàn)實意義。本文基于傳感節(jié)點低功耗和智能配電網(wǎng)(Smart Distribution Grid,SDG)配電柜溫度監(jiān)測的需求,對傳感節(jié)點低功耗技術和開關柜溫度監(jiān)測展開研究。論文介紹了無線傳感網(wǎng)的概況和開關柜溫度監(jiān)測概況,規(guī)劃了配電網(wǎng)開關柜溫度監(jiān)測與傳輸方案。從策略上分析傳感節(jié)點低功耗技術,重點從傳感節(jié)點核心芯片低功耗選型、電源管理和低功耗無線通信協(xié)議方面研究無線傳感節(jié)點的低功耗技術,并分析了傳感節(jié)點睡眠時間、發(fā)射功率等對功耗的影響。以傳感節(jié)點的低功耗為目標,重點對無線通信協(xié)議的參數(shù)進行了優(yōu)化和設計,提出了傳感節(jié)點發(fā)射功率控制方法、準同步輪詢策略和基于準正交的防碰撞設計,并進行了核心參數(shù)優(yōu)化分析和測試驗證。最后設計智能配電網(wǎng)中高低壓配電柜母...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景與意義
    1.2 無線傳感網(wǎng)技術概況
        1.2.1 無線傳感網(wǎng)特點
        1.2.2 基于無線傳感網(wǎng)的應用概況
        1.2.3 無線傳感節(jié)點低功耗技術概況
    1.3 本文主要工作及安排
第二章 開關柜溫度無線監(jiān)測系統(tǒng)架構設計
    2.1 現(xiàn)有開關柜溫度無線監(jiān)測研究現(xiàn)狀
        2.1.1 基于UHFRFID溫度標簽的開關柜溫度監(jiān)測
        2.1.2 基于光纖光柵傳感器的開關柜溫度監(jiān)測
        2.1.3 基于聲表面波技術開關柜溫度監(jiān)測
    2.2 開關柜溫度監(jiān)測系統(tǒng)分析
        2.2.1 開關柜溫度監(jiān)測傳輸系統(tǒng)框架設計
        2.2.2 傳感節(jié)點硬件框架設計
        2.2.3 無線中繼節(jié)點硬件框架設計
    2.3 本章小結
第三章 無線監(jiān)測系統(tǒng)平臺設計與實現(xiàn)
    3.1 主控芯片選型
    3.2 電源管理芯片選型
    3.3 溫度傳感器選型
    3.4 無線通信協(xié)議分析
    3.5 傳感節(jié)點硬件設計
        3.5.1 最小系統(tǒng)電路
        3.5.2 傳感器電路設計
        3.5.3 射頻阻抗匹配電路
        3.5.4 PCB版圖設計和實物制作
    3.6 中繼節(jié)點硬件設計
        3.6.1 電源設計
        3.6.2 組網(wǎng)設計
        3.6.3 PCB版圖設計與實物制作
    3.7 射頻驅(qū)動編寫
        3.7.1 單片機C語言及開發(fā)工具簡介
        3.7.2 溫度采集程序設計
        3.7.3 射頻收發(fā)程序設計
    3.8 本章小結
第四章 低功耗無線通信協(xié)議參數(shù)優(yōu)化及應用研究
    4.1 無線傳感節(jié)點與中繼節(jié)點的一般工作流程介紹
        4.1.1 節(jié)點工作流程
        4.1.2 中繼工作流程
    4.2 無線傳感節(jié)點功耗因素分析
        4.2.1 傳感器信息采集功耗
        4.2.2 傳感節(jié)點睡眠時間與功耗的關系
        4.2.3 無線傳感節(jié)點發(fā)射功率與功耗的關系
        4.2.4 數(shù)據(jù)碰撞重傳與功耗的關系
    4.3 低功耗無線傳感節(jié)點協(xié)議規(guī)劃與設計
        4.3.1 傳感節(jié)點工作時間的確定
        4.3.2 傳感節(jié)點功率控制策略
        4.3.3 基于準同步技術的傳感節(jié)點輪詢策略
        4.3.4 防碰撞和退避策略
    4.4 用戶監(jiān)測軟件
        4.4.1 C#簡介
        4.4.2 監(jiān)測軟件總體設計
        4.4.3 界面設計
        4.4.4 上位機與單片機通信
    4.5 智能配電網(wǎng)應用測試
        4.5.1 系統(tǒng)集成
        4.5.2 功能測試
        4.5.3 聯(lián)網(wǎng)運行測試
    4.6 本章小結
第五章 總結與展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3836622