声目标探测无线传感器网络节点设计及网内数据融合研究

论文摘要

针对声音目标探测的应用,本文设计并实现了一种以ATmega128L为核心,结合射频芯片CC1000的低功耗、小体积声目标探测无线传感器网络节点。论文详细地阐述了节点的各个功能模块:处理器模块、通信模块、传感器模块、能量模块等的设计原则和实现细节。并在节点的接口电路设计上和动态电源管理方面采取了一些低功耗的措施,进一步降低系统的功耗。分析了影响节点通信距离、功耗、节点寿命的因素,并对这些参数进行了测试和计算。对节点声音采集和组网性能进行了测试和分析。测试结果表明,设计的传感器节点可以实现对目标的声音探测,能满足应用要求。同时,为了降低网络的数据量以节省节点的能量,本文对无线传感器网络的数据融合技术作了部分研究。针对声音目标探测的应用,给出了一种最大值提取的网内数据融合方法。仿真结果表明,该融合算法可以有效的减少网络的数据量,达到了节省节点能量的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 无线传感器网络节点硬件结构
• 1.1.2 节点软件结构
• 1.1.3 无线传感器网络主要研究内容
• 1.2 无线传感器网络的应用
• 1.3 本文的主要工作
• 第二章 无线传感器网络节点的设计
• 2.1 节点的研究现状
• 2.1.1 国外的研究现状
• 2.1.2 国内的研究现状
• 2.2 节点的设计原则
• 2.2.1 处理器模块设计
• 2.2.2 通信模块设计
• 2.2.3 传感器模块设计
• 2.2.4 电源模块设计
• 2.2.5 存储模块设计
• 2.2.6 串口模块设计
• 2.3 节点的低功耗设计
• 2.3.1 接口电路的低功耗设计
• 2.3.2 简单的动态电源管理（DPM）
• 2.4 本章小结
• 第三章 无线传感器网络节点的实现及测试
• 3.1 传感器网络节点的实现
• 3.1.1 处理器模块的实现
• 3.1.2 无线通信模块的实现
• 3.1.3 传感器模块的实现
• 3.1.4 能量模块的实现
• 3.1.5 电压检测模块的实现
• 3.1.6 存储模块的实现
• 3.1.7 串口模块的实现
• 3.2 节点测试
• 3.2.1 通信距离
• 3.2.2 功耗
• 3.2.3 节点寿命
• 3.2.4 声音采集测试
• 3.3 组网测试
• 3.4 本章小结
• 第四章 网内数据融合
• 4.1 数据融合概述
• 4.1.1 数据融合的作用
• 4.1.2 数据融合的分类
• 4.2 传感器网络网内数据融合的概念
• 4.3 声目标探测网内数据融合设计
• 4.4 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献
• 发表论文