本文關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)距離通信無線傳感網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京郵電大學(xué)》 2015年

遠(yuǎn)距離通信無線傳感網(wǎng)絡(luò)硬件節(jié)點的設(shè)計與實現(xiàn)

周錕  

【摘要】：隨著無線傳感技術(shù)的發(fā)展,其應(yīng)用不斷拓展,為一些環(huán)境惡劣的場合下物理信息采集、監(jiān)控提供了一種可行的方案。現(xiàn)階段,我國對野外油氣管道檢測仍然采用人工巡檢的方式進(jìn)行,該方式效率低下且浪費大量的人力和時間成本,設(shè)計一款采用無線傳感技術(shù)的通信節(jié)點,實現(xiàn)全天候、自動化采集管道信息,為監(jiān)控管道運行狀況、保證油氣的順利輸送具有重要的意義。 本文根據(jù)跟野外管道這一特殊的應(yīng)用場合,分析該傳感網(wǎng)絡(luò)的特殊點：被監(jiān)測管道長度一般在幾十公里甚至更遠(yuǎn),要求節(jié)點分布間距較大,節(jié)點間的通信距離在1km以上；監(jiān)測區(qū)域一般為無人值守站點、甚至環(huán)境惡劣的沙漠、戈壁等場合,有線布線及電池更新維護(hù)工作不便開展,需要考慮使用自然資源實現(xiàn)節(jié)點的能量自供應(yīng)；油氣管道的布線總體上呈現(xiàn)為直線狀態(tài),通信網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線型。 本文以自帶無線收發(fā)功能的CC1110單片機(jī)為處理單元,設(shè)計射頻放大電路提高功放以滿足遠(yuǎn)距離通信的要求；使用太陽能為能量補(bǔ)給源,采用恒壓法MPPT算法的芯片提高能量收集效率。 電路設(shè)計時借助EDA軟件完成射頻電路仿真、傳輸線阻抗計算、電路原理圖設(shè)計、PCB板繪制,設(shè)計一款適應(yīng)野外環(huán)境的通信節(jié)點。單個節(jié)點的輸出的最大功率可達(dá)+33dBm,節(jié)點間覆蓋范圍可達(dá)2km,并使用6個節(jié)點模擬野外管道通信的測試時,網(wǎng)絡(luò)的丟包率為0.2%。實驗表明,節(jié)點的性能指標(biāo)良好。 最后,根據(jù)設(shè)計和調(diào)試過程中的經(jīng)驗,總結(jié)全文工作,并對節(jié)點長期有效工作提出一些建議和解決方案。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TP212.9;TN929.5
【目錄】：

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