本文關(guān)鍵詞：433MHz無線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及組網(wǎng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)憑借其輕質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和易維護(hù)等優(yōu)點(diǎn),在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應(yīng)用。然而,無線信號的傳播會(huì)伴隨著能量的衰減,包括路徑損耗和穿透損耗。當(dāng)無線傳感器處于封閉或半封閉的結(jié)構(gòu)中發(fā)射時(shí),巨大的穿透損耗可能導(dǎo)致無線信號無法穿透結(jié)構(gòu),大大限制了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中的應(yīng)用。針對上述問題,本文提出了一種具有結(jié)構(gòu)穿透能力的433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法,并且研究了433MHz無線節(jié)點(diǎn)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)。本文主要內(nèi)容和創(chuàng)新工作如下:第一,本文針對結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測中應(yīng)用的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)穿透能力差的問題,提出了一種具有結(jié)構(gòu)穿透能力的433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)方法。實(shí)驗(yàn)證明,該節(jié)點(diǎn)能夠用于應(yīng)變監(jiān)測,且該節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)穿透能力強(qiáng)于Telosb節(jié)點(diǎn),功耗小于Telosb節(jié)點(diǎn)。第二,本文基于面向高吞吐量的多信道基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和433MHz無線節(jié)點(diǎn),設(shè)計(jì)了多信道基站節(jié)點(diǎn)和雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)證明,多信道基站節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)提升網(wǎng)絡(luò)吞吐量的功能,雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)無線數(shù)據(jù)包的中轉(zhuǎn)功能。第三,本文針對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)無線參數(shù)配置困難的問題,設(shè)計(jì)了無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置軟件,該軟件采用無線的方式能夠在線地重新配置葉子節(jié)點(diǎn)的無線參數(shù)。搭建實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),驗(yàn)證了無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置軟件的功能。本文得到了國家杰出青年基金(51225502),南京航空航天大學(xué)研究生創(chuàng)新基地(實(shí)驗(yàn)室)開放基金(項(xiàng)目編號kfjj130102)的資助。本文工作在機(jī)械結(jié)構(gòu)力學(xué)及控制國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。
【關(guān)鍵詞】：無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 433MHz 結(jié)構(gòu)穿透能力 多信道基站網(wǎng)絡(luò) 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5;TP212.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-16
• 1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)13-14
• 1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測14-16
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀16-19
• 1.2.1 無線信號的結(jié)構(gòu)穿透能力16-18
• 1.2.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的大數(shù)據(jù)量傳輸18-19
• 1.3 本文的研究意義與主要內(nèi)容19-21
• 第二章 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)和研發(fā)21-42
• 2.1 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計(jì)21-23
• 2.1.1 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)要求21-22
• 2.1.2 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)架構(gòu)22-23
• 2.2 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的硬件研制23-33
• 2.2.1 無線通信模塊設(shè)計(jì)23-26
• 2.2.2 主控模塊設(shè)計(jì)26-28
• 2.2.3 電源模塊設(shè)計(jì)28-29
• 2.2.4 433MHz無線節(jié)點(diǎn)各模塊連接關(guān)系29-30
• 2.2.5 傳感模塊設(shè)計(jì)30-33
• 2.2.6 電路板設(shè)計(jì)及抗干擾措施33
• 2.3 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的軟件研制33-41
• 2.3.1 節(jié)點(diǎn)軟件開發(fā)環(huán)境34
• 2.3.2 節(jié)點(diǎn)軟件工作流程34-36
• 2.3.3 SI4432 芯片控制接口36-37
• 2.3.4 SI4332 芯片寄存器配置37-39
• 2.3.5 SI4432 芯片的中斷響應(yīng)39-40
• 2.3.6 數(shù)據(jù)采集40-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 第三章 多信道基站節(jié)點(diǎn)和雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的軟硬件設(shè)計(jì)和研發(fā)42-74
• 3.1 多信道基站網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)42-43
• 3.2 多信道基站節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計(jì)43-44
• 3.3 多信道基站節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和研發(fā)44-52
• 3.3.1 主控模塊電路設(shè)計(jì)45-47
• 3.3.2 USB模塊電路設(shè)計(jì)47-50
• 3.3.3 外圍電路設(shè)計(jì)50-51
• 3.3.4 電路板設(shè)計(jì)及抗干擾措施51-52
• 3.4 多信道基站節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)和研發(fā)52-64
• 3.4.1 節(jié)點(diǎn)軟件開發(fā)環(huán)境52-53
• 3.4.2 節(jié)點(diǎn)軟件整體設(shè)計(jì)53-55
• 3.4.3 信道模塊設(shè)計(jì)55-60
• 3.4.4 主控模塊設(shè)計(jì)60-62
• 3.4.5 USB芯片固化程序設(shè)計(jì)62-64
• 3.5 雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的總體設(shè)計(jì)64-65
• 3.6 雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)和研發(fā)65-69
• 3.6.1 主控模塊電路設(shè)計(jì)65-68
• 3.6.2 外圍電路設(shè)計(jì)68
• 3.6.3 電路板設(shè)計(jì)及抗干擾措施68-69
• 3.7 雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)和研發(fā)69-72
• 3.7.1 節(jié)點(diǎn)軟件整體設(shè)計(jì)69-70
• 3.7.2 中轉(zhuǎn)流程設(shè)計(jì)70-72
• 3.8 本章小結(jié)72-74
• 第四章 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置軟件的設(shè)計(jì)和研發(fā)74-83
• 4.1 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置軟件的總體設(shè)計(jì)74-75
• 4.2 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境75-76
• 4.3 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)軟件的設(shè)計(jì)和研發(fā)76-81
• 4.3.1 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)軟件界面76-78
• 4.3.2 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)軟件無線參數(shù)寄存器計(jì)算78-80
• 4.3.3 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)軟件數(shù)據(jù)通訊80-81
• 4.4 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置下位機(jī)軟件的工作流程81-82
• 4.5 本章小結(jié)82-83
• 第五章 433MHz無線節(jié)點(diǎn)的性能驗(yàn)證和組網(wǎng)性能驗(yàn)證83-102
• 5.1 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的性能測試83-90
• 5.1.1 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)的最大采樣率83-84
• 5.1.2 433MHz無線應(yīng)變節(jié)點(diǎn)功能測試84-85
• 5.1.3 433MHz無線節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)穿透能力測試85-89
• 5.1.4 433MHz無線節(jié)點(diǎn)的功耗測試89-90
• 5.2 433MHz無線節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)性能測試90-98
• 5.2.1 433MHz無線節(jié)點(diǎn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)吞吐量測試90-96
• 5.2.2 雙射頻中轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)96-98
• 5.3 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置軟件的功能驗(yàn)證98-101
• 5.3.1 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置上位機(jī)正確性驗(yàn)證98-99
• 5.3.2 無線節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)配置系統(tǒng)功能驗(yàn)證99-101
• 5.4 本章小結(jié)101-102
• 第六章 總結(jié)與展望102-104
• 6.1 全文總結(jié)102
• 6.2 研究展望102-104
• 參考文獻(xiàn)104-109
• 致謝109-110
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文110

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  本文關(guān)鍵詞：433MHz無線節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)及組網(wǎng)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：312125