WSN数据采集实习

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,北京邮电大学信息与通信工程学院,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,课件制作人：谢希仁,*,WSN,数据采集认识,实习,指导老师：张彬,2014,年,9,月,北京邮电大学信息与通信工程学院,信号与信息系统认知实习总体安排,下载实习报告模板,用户名,:sxjd,密码,:sxjd,实习报告要求,电子版,A4,纸打印,;,2014,年,9,月,24,日交到小班学委处,;,小班学委将本班报告交到主楼,1103;,北京邮电大学信息与通信工程学院,信号与信息系统实习基地,信号与信息系统实习基地可为全校的本科生提供一个集成信号与信息系统相关技术的认识实习基地,.,包括,:,信息采集及处理、信源编码、信道编码、信息传输、信道解码、信源解码、信息处理、信息安全及智能技术的认识实习,.,北京邮电大学信息与通信工程学院,图像编码,语音编码,信息安全,网络管理,信息处理,信源编码,信道编码,传 输,信道解码,信源解码,信息处理,多媒体图像,处理技术,识别,图像识别,语音识别,传感器,信息采集,无线传感器网络简介,无线传感器网络,WSN,(Wireless Sensor Network),由大量,传感器,结点通过无线通信技术构成的自组网络。,无线传感器网络的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。,由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制。,无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面有一定的要求。,传感器结点的形状,(a),和组成,(b),存储器,CPU,传感器,硬件,电池,无线,收发器,(a),(b),无线传感器网络主要的应用领域,环境监测与保护（如洪水预报、动物栖息的监控）；,战争中对敌情的侦查和对兵力、装备、物资等的监控；,医疗中对病房的监测和对患者的护理；,在危险的工业环境（如矿井、核电站等）中的安全监测；,城市交通管理、建筑内的温度,/,照明,/,安全控制等。,无线传感网路（,WSN,Wireless Sensor Networks,）是由多,个节点组成的面向任务的无线自组织网络。,它综合了传感技术，嵌入式计算机技术，现代网络及,无线通信技术，分布式信息处理技术等多种技术领域，,通过各类微型传感器对目标信息进行实时监测，由嵌入式,计算元件对信息进行处理，并通过无线通信网络将信息，,传送至远程用户。,WSN,是一种新型技术，有很广泛的应用。,WSN,应用,WSN,还是一项新型技术，在科学研究和实验方面已经有了很多成功的应用范例，它们从不同侧面揭示了,WSN,的应用潜能，同时也预示了良好的商业应用前景，这些范例主要集中在以下几个方面：,安全质控,智能家居和小区,建筑结构健康监控,生态环境监测,精准农业,医疗监护,地震监测,大鸭岛海燕监测,项目开始时间：,2002,年,参与者：英特尔研究实验室和加州,大学伯克利分校,冰河监测,挪威科学家利用,WSN,监测冰河,的变化,情况,，目的,在于通过分析,冰河环境的变化来,推断地球气候的变化。,网络节点被埋在冰床下面，测量压力和温度，装备了特殊的传感器用来测方向，冰面上作为簇头的节点安装有,GPS,定位，各簇头通过,GSM,链路将检测数据传回基站。,医疗健康,哈佛大学的一个研究小组利用,WSN,构建了一个医疗监测平台，医生手持,PDA,，可以随时接收报警消息或查询病人状况。,电子牧场,在牛的脖子上套上,WSN,节点，当牛接近围栏时，其上的电子装置检测到有牛接近围栏，随即发出驱赶牛的声音，防止牛跑出电子桩划定的放牧区域。,火山观测,哈佛大学的一个研究小组利于,WSN,对活火山进行了持续观测，,节点采集的次声波数据被实时传回离火山十多千米远的检测站，监测站还可远程控制各网络节点。,WSN,研究方向及分类（一）,WSN,研究方向及分类（二）,GAINS,实验开发平台,演示基于宁波中科集成电路设计中心所开发的,GANIS,系列硬件和软件平台，其通信频率可达,76.8kb/s,。,微控制器选用,ATMEL,公司的低功耗微控制器,ATmega128L,无线收发器采用了,Chipcon,公司的低功耗射频收发器,CC1000,。,为了突出,WSN,广泛的应用场合以及调试方便和可扩展性等特点，传感器板被设计成可与实验开发板相互套接的可扩展主板，并且提供多种不同类型的传感器（包括光，温度，湿度，加速度，震动等）。,传感器节点架构,可视化后台软件,SNAMP,后台是一款,WSN,的分析与管理平台，有多个模块组成。是获取和分析传感器网络数据的重要工具，下图为拓扑监测模块和实时数据传感分析模块。,SNAMP,拓扑监测模块界面,SNAMP,实时传感数据分析模块界面,开发编译环境,AVR Studio,是一个专业化集成开发环境，用来编辑，编译和调试,Windows 9x/NT/2000/XP,环境下的,AVR,应用程序。,AVR,Studio,集成开发环境包括：项目管理、,AVR Assembler,编译器、调试、,AVR,Prog,程序下载、,JTAG,编程等功能,。,对于与外设有关的程序，可以在,AVR Studio,使用在线调试方式来调试程序。对于与外设无关的程序，可以在,AVR Studio,中选择软件仿真方式来调试程序。,1,无线报警实验演示,用光强传感定时器定时采集物理环境的光强参数，根据不同的的光强大小向,base,节点汇报情况，这里光强数据的采集由,node,节点完成。,base,节点,node,节点,当光强属于正常范围，,base,节点只有绿灯亮,当光强属于偏低范围，,base,节点发布预警，只有黄灯亮,当光强属于不正常范围，,base,节点发布报警，只有红灯亮,串口数据线,发送,节点,接收,节点,初始化,ADC,控制寄存器，进行模数转换,开始,AD,转换，读取,AD,转换值,初始化系统，采集传感数据并发送出去,接收来自发送节点的传感数据并通过串口发送到后台显示,计算机后台通过,SNAMP,可视化后台软件，观测数据变化,2,温湿度实验演示,3,指定路由多跳网络演示,1,号,2,号,3,号,启动,PC,上,SNAMP,可视化后台软件，通过,SNAMP,可以观察到,3,号节点要跟,1,号节点通信时候，都得通过,2,号节点这个指定路由，转发数据包到,1,号节点。,内容总结,WSN数据采集认识实习。信号与信息系统实习基地可为全校的本科生提供一个集成信号与信息系统相关技术的认识实习基地.。无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面有一定的要求。传感器结点的形状(a)和组成(b)。在危险的工业环境（如矿井、核电站等）中的安全监测。城市交通管理、建筑内的温度/照明/安全控制等。无线传感网路（WSN,Wireless Sensor Networks）是由多。个节点组成的面向任务的无线自组织网络。它综合了传感技术，嵌入式计算机技术，现代网络及。计算元件对信息进行处理，并通过无线通信网络将信息，。挪威科学家利用WSN监测冰河的变化情况，目的在于通过分析冰河环境的变化来推断地球气候的变化。哈佛大学的一个研究小组利用WSN构建了一个医疗监测平台，医生手持PDA，可以随时接收报警消息或查询病人状况。是获取和分析传感器网络数据的重要工具，下图为拓扑监测模块和实时数据传感分析模块。3号,