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远距离通信无线传感网络硬件节点的设计与实现

发布时间:2016-08-08 04:08

  本文关键词:远距离通信无线传感网络硬件节点的设计与实现,由笔耕文化传播整理发布。


《北京邮电大学》 2015年

远距离通信无线传感网络硬件节点的设计与实现

周锟  

【摘要】:随着无线传感技术的发展,其应用不断拓展,为一些环境恶劣的场合下物理信息采集、监控提供了一种可行的方案。现阶段,我国对野外油气管道检测仍然采用人工巡检的方式进行,该方式效率低下且浪费大量的人力和时间成本,设计一款采用无线传感技术的通信节点,实现全天候、自动化采集管道信息,为监控管道运行状况、保证油气的顺利输送具有重要的意义。 本文根据跟野外管道这一特殊的应用场合,分析该传感网络的特殊点:被监测管道长度一般在几十公里甚至更远,要求节点分布间距较大,节点间的通信距离在1km以上;监测区域一般为无人值守站点、甚至环境恶劣的沙漠、戈壁等场合,有线布线及电池更新维护工作不便开展,需要考虑使用自然资源实现节点的能量自供应;油气管道的布线总体上呈现为直线状态,通信网络的拓扑结构为总线型。 本文以自带无线收发功能的CC1110单片机为处理单元,设计射频放大电路提高功放以满足远距离通信的要求;使用太阳能为能量补给源,采用恒压法MPPT算法的芯片提高能量收集效率。 电路设计时借助EDA软件完成射频电路仿真、传输线阻抗计算、电路原理图设计、PCB板绘制,设计一款适应野外环境的通信节点。单个节点的输出的最大功率可达+33dBm,节点间覆盖范围可达2km,并使用6个节点模拟野外管道通信的测试时,网络的丢包率为0.2%。实验表明,节点的性能指标良好。 最后,根据设计和调试过程中的经验,总结全文工作,并对节点长期有效工作提出一些建议和解决方案。

【关键词】:
【学位授予单位】:北京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP212.9;TN929.5
【目录】:

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  本文关键词:远距离通信无线传感网络硬件节点的设计与实现,由笔耕文化传播整理发布。



本文编号:88118

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