CN208241901U - 一种无线传感网络系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种无线传感网络系统，本系统的各无线传感器节点均有与微处理器连接的一个射频收发模块和一个低频收发模块。监测区域内各子区域的节点为一个簇，选择簇头。本系统节点唤醒时，处于侦测状态的节点侦测到目标即用低频信号按所得最短路径唤醒其它节点，被唤醒的节点捕捉侦测数据，并用射频信号将数据传送给簇头。本系统控制网络中大部分节点处于睡眠状态，这些节点的低频收发模块处于待机状态，消耗电量极小，降低了整个传感器网络的功耗，延长系统寿命。
Description
技术领域
本实用新型属于无线传感技术领域，具体涉及一种无线传感网络系统。
背景技术
近年来，随着微机电系统，片上系统，无线通信和低功耗嵌入式技术的发展，无线传感器网络的应用范围变得愈发广泛。目前，在众多的实际应用中发展最成熟的是环境监测，其他方面比如军事，智能家居，健康护理，道路交通等，大多还处于研究阶段。
目标追踪是无线传感网络典型应用之一。由于传感器节点具有自组织性，鲁棒性和隐蔽性的特点，使其很适合对移动目标进行跟踪。
目前用于无线传感网目标跟踪的方法有很多，例如基于粒子滤波的跟踪方法，基于压缩感知的跟踪方法，基于概率预测的跟踪方法。这些方法都各有优缺点。然而这些方法对功耗的考虑较少。故急需一种低功耗的无线传感网络的目标跟踪方法。
实用新型内容
本实用新型的目的是设计一种无线传感网络系统，各无线传感器节点均有与微处理器连接的一个射频收发模块和一个低频收发模块。多个无线传感器节点分布在待监测区域形成网络，处于侦测状态的节点在侦测到目标后及时用低频发出唤醒信号，使周围节点进入跟踪状态。本系统网络为分簇结构，监测区域划分为若干子区域，每个子区域的节点为一个簇，基于剩余能量选择一个节点作为簇头管理本簇的节点。在巡逻侦测过程中，簇内少数节点处于侦测状态。簇头记录各个节点坐标，按最短路径用低频信号依次唤醒各个节点。侦测状态节点侦测到目标后，按所得最短路径用低频信号唤醒其它节点，被唤醒的节点捕捉侦测数据，用射频信号向簇头发送数据。本法控制网络中大部分节点处于睡眠状态，这些节点的低频收发模块处于待机状态，消耗电量极小，降低了整个传感器网络的功耗，延长系统寿命。
本实用新型设计的一种无线传感网络系统，包括多个相同的无线传感器节点，各无线传感器节点包括微处理器和与微处理器连接的传感器及信号接收发送模块，无线传感器节点分布于监测区域，本实用新型的无线传感器节点的信号接收发送模块为一个射频收发模块和一个低频收发模块，均与微处理器连接。无线传感网络监测区域划分为6～8个子区域，每个子区域内的节点组成网络内的一个簇，每一个簇内至少有8个节点，每个簇选出簇头，簇头负责簇内各个节点的管理和控制。
本网络系统的各无线传感器节点均有一个射频收发模块和一个低频收发模块。本网络使用射频段传输数据，使用低频段传输唤醒信号，使无需传输数据的节点的低频收发模块处于待机侦听模式，即处于超低功耗状态，当节点需要传输数据时，再将其调整到射频收发模块工作的大功耗状态，提高无线传感器网络节点能量利用率，降低能耗，延长系统寿命。
与现有技术相比，本实用新型一种无线传感网络系统的优点为：1、各节点配置了射频收发模块和低频收发模块，对节点采用低频唤醒，射频传输数据，网络中大部分节点控制在睡眠状态，只有节点的低频收发模块处于待机状态，消耗电量极小，降低了整个传感器网络的功耗，延长系统寿命；2、基于能量剩余选择分簇结构中各簇的簇头，最优化均衡整个无线传感网络系统的能量。
附图说明
图1为本无线传感网络系统实施例中两个节点的结构示意图。
具体实施方式
下面用实施例和附图详细描述本实用新型方案，所述实施例和附图仅为用于解释本实用新型的示例，而本实用新型的方案不受实施例的限制。
本无线传感网络系统实施例，包括多个相同的无线传感器节点。图1所示为本实施例中两个节点的结构。每个无线传感器节点包括微处理器和与微处理器连接的传感器及信号接收发送模块，无线传感器节点分布于监测区域，本无线传感器节点的信号接收发送模块为一个射频收发模块和一个低频收发模块，均与微处理器连接。本例无线传感网络监测区域划分为8个子区域，每个子区域内的节点组成网络内的一个簇，每一个簇内至少有8个节点，每个簇选出簇头，簇头负责簇内各个节点的管理和控制。
本实用新型大多数节点被控制处于睡眠状态，消耗极小的电量。睡眠状态的节点的低频收发模块中的芯片都处于待机侦听模式，功耗很低。当通过天线接收到低频唤醒信号，才唤醒该节点的微处理器开始进入侦测状态。故本实用新型的无线电传感器网络，用电极少，且可按最佳唤醒路径迅速使全部节点进入侦测状态。
上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种无线传感网络系统，包括多个相同的无线传感器节点，各无线传感器节点包括微处理器和与微处理器连接的传感器及信号接收发送模块，无线传感器节点分布于监测区域，其特征在于：
所述无线传感器节点的信号接收发送模块为一个射频收发模块和一个低频收发模块，均与微处理器连接。
2.根据权利要求1所述的无线传感网络系统，其特征在于：
所述无线传感网络监测区域划分为6～8个子区域，每个子区域内的节点组成网络内的一个簇，每一个簇内至少有8个节点，每个簇选出簇头，簇头负责簇内各个节点的管理和控制。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201820738478.8U CN208241901U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 一种无线传感网络系统 |
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| CN201820738478.8U CN208241901U (zh) | 2018-05-17 | 2018-05-17 | 一种无线传感网络系统 |
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| CN208241901U true CN208241901U (zh) | 2018-12-14 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108430088A (zh) * | 2018-05-17 | 2018-08-21 | 广西大学 | 一种无线传感网络系统及其节点唤醒方法 |
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2018
- 2018-05-17 CN CN201820738478.8U patent/CN208241901U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
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| CN108430088B (zh) * | 2018-05-17 | 2023-09-05 | 广西大学 | 一种无线传感网络系统及其节点唤醒方法 |
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| CN113691890B (zh) * | 2021-07-19 | 2024-03-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于射频能唤醒的无线传感系统 |
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