智能傳感器的自適應感知和網(wǎng)絡化接口研究與設計.pdf

1、隨著物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，各式各樣的傳感器接口的不兼容性阻礙了傳感器的發(fā)展。計算機技術、網(wǎng)絡技術在傳感器技術中的應用，使現(xiàn)代傳感器具有自動化、網(wǎng)絡化、標準化和智能化的特點，因此網(wǎng)絡化智能傳感器的研究具有重要的學術價值、社會效益和廣闊的發(fā)展前景。6LoWPAN標準描述了LoWPAN如何與標準IPv6連接，將6LoWPAN應用于網(wǎng)絡化智能傳感器中，可以使傳感器更方便的接入Internet，對物聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展產生深遠的影響。
　　本文著重研

2、究智能傳感器的自適應機制和網(wǎng)絡化智能傳感器的模型，首先闡述了傳感器的發(fā)展和國內外現(xiàn)狀，簡要概述了IEEE1451標準和6LoWPAN，并依據(jù)IEEE1451標準和6LoWPAN，結合兩者的優(yōu)勢，給出了網(wǎng)絡化智能傳感器的總體設計框架，設計和改進了無線即插即用智能傳感器，并將其接入6LoWPAN網(wǎng)絡，實現(xiàn)智能傳感器與Internet的無縫連接。這是對智能傳感器發(fā)展的一個探索。本文的主要研究內容和創(chuàng)新之處包括:
　　1、根據(jù)IEEE14

3、51.2有線傳感器接口的設計標準，針對UART接口即插即用技術中波特率自適應的需求，提出了一種最小低電平有效時間差分算法(MALTD)的波特率自適應機制，并利用CSMA/CD沖突處理策略，改進其在UART中的通信效率，提高智能變送器接口模塊(STIM)接口的靈活性。
　　2、在研究了6LoWPAN技術的基礎上，設計了6LoWPAN網(wǎng)絡的終端節(jié)點和邊界路由，搭建6LoWPAN無線傳感網(wǎng)絡。結合IEEE1451標準族協(xié)議，將IEEE1

4、451標準作為6LoWPAN的應用嵌入到6LoWPAN協(xié)議棧中，設計了無線變送器模塊(WTIM)和網(wǎng)絡應用處理器(NCAP)。
　　3、為了降低無線智能傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓?，利?LoWPAN報頭壓縮技術，提高數(shù)據(jù)傳輸有效負載的長度，并根據(jù)系統(tǒng)要求，對IEEE1451中定義的變送器電子表格(TEDS)進行壓縮，確定最小變送器電子表格格式，以適應IEEE802.15.4幀長度的限制，在不影響傳感器智能識別的基礎上，盡量減少傳送TED

5、S的數(shù)據(jù)量，降低網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量，起到降低網(wǎng)絡功耗、減少網(wǎng)絡通信量的作用，并可降低網(wǎng)絡通信碰撞概率，提高無線智能傳感器的即插即用的識別速率和效率。
　　4、將IEEE1451.2與IEEE1451.5兩者結合，借鑒STIM模塊在有線連接上的即插即用技術，利用FPGA技術，將其應用于無線變送器模塊的傳感器數(shù)據(jù)采集模塊中，并與6LoWPAN終端節(jié)點通過UART進行連接，根據(jù)IEEE1451標準和6LoWPAN建立各個模塊之間的通信協(xié)議