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实验成功!使用试验台验证无线传感器网络在MAV中的应用

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:无线传感器网络已经在试验台上实现,其应用包括环境监测、商业、军事、保健等。在实验中,设计MAV的目的是确保飞机的最大重量和速度分别低于500g和20m/s。实验中使用了CUPIC自动驾驶模块。MAV通常工作在低于150m的高度,以避免与大型飞机的潜在冲突,并维持与遥控驾驶装置之间的通信。传感器网络用于检测异常事件或入侵者,并将感知数据通过汇聚节点报告给中心网关。

实验成功!使用试验台验证无线传感器网络在MAV中的应用

无线传感器网络已经在试验台上实现,其应用包括环境监测商业军事保健等。WSN应用的一个创举是大鸭岛(Great Duck Island)生态环境监测(Main-waring et al.,2002)。该实例采用MICA微尘作为传感器节点。MICA挡风板可为传感器提供与传统气象站相同的功能,而传感器能够监测不断变化的环境条件。MI-CA挡风板包括温度、光敏电阻、气压、湿度和无源红外传感器。大鸭岛共部署了32个传感器微尘,历时4周。

近年来的环境监测实验使用了大量微型飞行器(Micro Air Vehicle,MAV)来感知天气现象(Allred et al.,2007)。每个MAV安装了温度、压力、湿度、风速或风向和/或其他传感器。MAV能够提供飓风、雷暴和龙卷风的详细测图,同时向地面站返回数据。这些数据在提高风暴轴预测精度、理解风暴起源和演进情况方面是非常有用的。在实验中,设计MAV的目的是确保飞机的最大重量和速度分别低于500g和20m/s。实验中使用了CUPIC自动驾驶模块。它包含了一个CPU(Cen-tral Processing Unit,中央处理器)、压力传感器、无线电装置、速率陀螺和用于向CPU发送导航信息的GPS(Global Positioning System,全球定位系统)设备。整个飞机的成本低于600美元。实验中使用了5台MAV,并采用工作频率为2.4GHz的XBee Pro Zigbee无线电装置来支持空对空、空对地无线通信。MAV通常工作在低于150m的高度,以避免与大型飞机的潜在冲突,并维持与遥控驾驶装置之间的通信。

参考文献(Li,2006)对光照监测和控制的异构结构进行了研究。它包括6~8个光传感节点和若干个与调光器相连的执行器节点。传感网络和执行器网络可以独立工作,但通过中心网关连接在一起。符合必要条件的传感器负责对网关做出响应。条件是“采集光信息的传感器超过4000个”或“传感器位于起居室”。然后,网关将发送指令消息给执行器节点,来对光进行控制。(www.xing528.com)

能源公司BP在一个名为Loch Rannoch的大型油轮上使用了传感器,用于预测油轮机械设备的故障情况。该公司在油轮设备旁边配置了160个传感器微尘,测量泵、压缩机和发动机的振动情况,作为潜在故障的一个指标。如果检测到设备异常振动或运动,则系统会发出告警信息。实验表明,成本较低的传感器微尘能够协助保护价格昂贵的机械设备(Steel,2005)。

无线传感器网络可以集成到其他网络(如Internet和3G网络)中。参考文献(Tso et al.,2007)研究了由3G、Internet和WSN构成的视频监视系统。该系统由5个部分构成,即包含一个汇聚节点的传感器网络、3G手机控制的巡检机器人、3G手机、与Internet相连的便携式计算机和中心网关。传感器网络用于检测异常事件或入侵者,并将感知数据通过汇聚节点报告给中心网关。中心网关对数据进行分析,必要情况下自动向用户发送一条SMS(Short Message Service,短消息服务)通知消息。用户拨号并指导机器人在具体位置进行现场巡检,通过3G手机或膝上型电脑获取实时视频。在实验过程中,检测室角落部署了4个传感器。针对光强变化情况,通过人工来设置异常事件。

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