基于ARM9多传感器数据融合火灾报警系统的实现.pdf

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1、5 2基于A R M 9 多传感器数据融合火灾报警系统的实现基于A R M 9 多传感器数据融合火灾报警系统的实现F i r eA l a r mS y s t e mB a s e do nM u l t i-s e n s o rD a t aF u s i o no fA R M 9C o n t r o l l e r柳小军鲍鸿(广东工业大学自动化学院，广东广州5 1 0 0 0 6)摘要介绍了基于A R M 9 多传感器数据融合火灾报警系统的设计方案，该系统主要由传感器模块、A D 转换模块、S 3 C 2 4 4 0控制模块、报警模块、执行模块组成。对火灾的判断主要采用模糊推理的数

2、据融合算法，火灾数据的处理和算法的实现都由控制器来完成。运行结果显示。该方法可以提高系统的准确度和可靠性。关键词：A R M 9，数据融合，模糊推理A b s t r a c tT h i sp a p e ri n t r o d u c e sd e s i g no ft h ef i r ea l a r ms y s t e mb a s e do nm u l t i-s e n s o rd a t af u s i o no fA R M 9c o n t r o l l e r T h i ss y s-t e mi sc o m p o s e do fs e n s o

3、r s，A Dc o n v e r t e r S 3 C 2 4 4 0c o n t r o l l e r，a l a r ma n de x e c u t i n gm o d u l e s T h ej u d g e m e n tt of i r em a i n l ya d o p t sd a t af u s i o no ff u z z yr e a s o n i n gd a t af u s i o n F i r ed a t aa n dr e a l i z a t i o no fd a t af u s i o na r ee x e c u t

4、 e db yc o n t r o l l e r T h ea p p l i c a t i o ni n d i c a t e dt h a tt h i sm e t h o dc a ni m p r o v en i c e t ya n dr e l i a b i l i t yo ft h es y s t e m K e y w o r d s：A R M 9 d a t af u s i o n，f u z z yr e a s o n i n g鉴于目前单一的普通类型的火灾探测报警器已不能满足需求，采用多个传感器全面采集火灾发生前的各种异常信息，并用多传感器信息融合

5、技术处理传感器提供的火灾信息，可以大大地提高整个报警监测系统的可靠性。1系统硬件设计本方案硬件系统的核心控制器是采用三星的具有A F t M 9 2 0 T 核的1 6 3 2 位多功能、低功耗的嵌入式处理器S 3 C 2 4 4 0。S 3 C 2 4 4 0 是韩国三星公司推出的一款高档的，可用于工业控制、智能家电等便携产品开发的嵌入式微处理器，其主频处理速度达到4 0 0 M H z，完全可以满足火灾监控报警的实时性处理要求。其主控制芯片及丰富的外围接口电路可用于连接各类数字设备从而实现数据交换。基于多传感器数据融合的火灾预警系统采用模块化结构，主要由传感器模块、A D 转换模块、S 3

6、 C 2 4 4 0 控制器、报警模块、执行模块和控制器必需的电源模块和存储器模块组成，图1 为系统结构图。图1 系统硬件结构图多传感器模块由多组传感器组成，每组传感器由温度传感器，可燃气体探测器和烟雾探测器组成，在该系统中温度传感器采用法国H u M I R E L 公司的H M l 5 0 0，它们具有成本低、体积小、寿命长、选择性和稳定性好等特性；可燃气体探测器选用了深圳市吉安达科技公司最新开发的红外气体传感器，探测器安装于被测气体容易泄露的室内、外危险场所，它们能够灵敏地感知空气中的低浓度污染气体，分别对空气中的异味、C O、H、O 有较高的敏感度，甚至能检测到几个p p m 级污染气

7、体含量；烟雾探测器采用美国通用G E 烟雾探测器5 4 1 C，具有自诊断功能，漂移补偿抗灰尘引起的干扰的能力。以上传感器完成对火灾过程的多参数进行监测，通过A D 转换模块将检测的数据传送给S 3 C 2 4 4 0 控制器并配以智能判别技术，可以达到提前预警、减少漏报误报、提高可靠性的目的。本设计中采用的A D 转换模块是T l 公司的1 2 位高速并行转换器A D S 8 0 5，具有采样速度高，稳定性好的特点。S 3 C 2 4 4 0 控制器的核采用一款1 6 3 2 一b i tR I S C 微处理器，采用6 层板工艺，具有低功耗，高速的处理计算能力的特点，简单稳定的设计非常适合

8、对电源要求较高的产品上。采用了新的总线构架(A M B A)，其内核为3 2 b i t 的先进处理器。其主频最高可达到5 3 3 M H z，在处理大量传感器数据情况下，完全可以保证实时性的要求。其电源管理模块能够提供系统多种电压供电，包括芯片内核电压采用1 8 V 供电，芯片的I O 部分采用3 3 V 供电。而片外的一些常规集成电路又采用5 V 供电。智能电源管理模块很好地解决了对系统各个部分供电要求的不同，降低了功耗，减少了不同电源之间的干扰噪声，提高了系统的集成度。它的存储器模块包括两片S D R A M 共6 4 M B 和一片6 4 MN a n d f l a s h(K 9

9、F 1 2 0 8)，并且可根据存储容量要求选配其他容量N a n d f l a s h 存储器，存储器模块用来存储系统运行程序和传感器采集的火灾监控过程的数据。报警模块主要当判断有火险发生时，启动声光报警信号来通知值班人员，从而采取相应的措施；执行模块完成火险发生时启动附近的灭火装置，使火灾的危害降低到最小的程度。2 系统软件设计该系统的软件部分主要包括系统的上电初始化、系统自检、初始化时钟、中断设置、外设初始化，然后运行主程序m a i n()函数，建立任务后，扩展口对A D C 进行控制切换通道采集数据。对数据进行平滑滤波、标定补偿等预处理后，来通过数据融合算法分析火灾发生情况，判断是

10、否报警并循环检测。系统软件流程如图2 所示。与一般的数据采集处理系统不同。统I 1 怡J 蚧化时钮一、r f I 瓤、存器外0 K 端I I百蕊面J-枞J j 铀i I I【)I 拧舯n D(?最馕锻抓1I _ 一主一【数槲H l 处珊l皇一数就l：激丹群法廿析所船洲卒M 火灾馅泓图2 软件流程图薰三三撖万方数据-r 业控制计算机 2 0 0 9 年2 2 卷第3 期辩引I nL 斗。，肛mL 斗。_ J阱A廷l 裕技I _ l；【处L 一#!_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ r _ _ 1 u：搿措卜叫成埘l(

11、c j=J 1 1 j镎“燃喾L _ 一成帕：处州W 2=0 3，W 3=0 2；将最后的判决结果分为两种：有火灾Y 1 和无火灾Y 2；根据当前的工作状态，确定每个传感器x 对于每一判决y 的隶属度函数；再进行线性变换运算，即可确定最后的结果。比如，在某时刻，根据温度传感器的数据确定有无火灾的隶属度分别为严0 4 5，斗1 2=0 5 5，根据可燃气体传感器的数据确定有无火灾的隶属度分别为斗2 1=O 7，=0 3，根据烟雾传感器的数据确定有无火灾的隶属度分别为斗。1 _ 0 9，=0 1，采用线性变换运算得Y，。，+1 0 呈,4 9 50 矗5 5 J=0 6 1 5O50 3270 3

12、0 6 1 53851，y=0 1D】+ID 1】【D 9DJ根据结果得有火灾隐患，应该启动气溶灭火器。表1 是模糊融合在火灾故障监测系统中的试验数据。传感嚣隶属度值翔断结果有火灾无火灾温度1o有火灾可燃气体0 5o 5不确定烟雾o 3o 7无火灾融合o 7 1o2 9有火灾温度o 4 50 5 5无火灾可燃气体o 703有火灾烟雾o，9Ol有火灾融合o 6 1 5o3 8 5有火灾温度0 90l有火灾可燃气体o 20 8无火灾烟雾O 40 6无火灾融合O 6 30 3 7有火灾5 结束语将模糊推理数据融合方法应用到多传感器的电缆火灾故障监测系统，与单一的传感器相比，具有更高的准确性和可信度。

13、运行结果表明，这种方法对提高火灾故障检测的可靠性是实用和有效的，可降低火灾报警的误报率。但是，这种方法也有一些缺点，比如传感器的权重和每一传感器对判决的隶属度值的分配方面，没有形成统一的理论，需要依靠经验进行设置。参考文献 1 韩峻丰，石玉秋基于多传感器信息融合技术的模糊舒适度传感器系统 J 传感器与微系统，2 0 0 7，2 6(1)=6 0-6 1 2 路彦和，等火灾预警系统中的信息融合 J 网络信息技术，2 0 0 6，2 5(3)3 L a b r o s s eJJ M i c r ou C O S I I T h eR e a I t i m e K e r n e l(S e c

14、 o n d E d i t i o n)M】，U S A：C M PB o o k，2 0 0 2 4 K w e o nSK，S h i nKG S t a t i s t i c sr e a l t i m ec o m m u n i c a t i o no v e re t h e r n e t J 1 I E E ET r a n s a c t i o no nP a r a l l e la n dD i s t r i b u t e dS y s t e r n 2 0 0 3，14(3)：3 2 2 3 3 5 5 劭贝贝F C O S 一|I 源码公开的实时嵌入式

15、操作系统 M 北京：中国电力出版社，2 0 0 2 收稿日期：2 0 0 8 1 1 3 万方数据基于ARM9多传感器数据融合火灾报警系统的实现基于ARM9多传感器数据融合火灾报警系统的实现作者：柳小军，鲍鸿作者单位：广东工业大学自动化学院,广东,广州,510006刊名：工业控制计算机英文刊名：INDUSTRIAL CONTROL COMPUTER年，卷(期)：2009，22(3)被引用次数：0次 参考文献(5条)参考文献(5条)1.韩峻丰.石玉秋 基于多传感器信息融合技术的模糊舒适度传感器系统期刊论文-传感器与微系统 2007(01)2.路彦和 火灾预警系统中的信息融合 2006(03)3.

16、Labrosse J J Micro uC/OS-.The Real-time-Kernel 20024.Kweon S K.Shin K G Statistics real-time communication over ethernet 2003(03)5.劭贝贝 C/OS-源码公开的实时嵌入式操作系统 2002 相似文献(10条)相似文献(10条)1.学位论文 苏剑彬 内窥涡流集成化无损检测系统研究与实现 2008 航空发动机是战机的“心脏”，其性能严重影响和制约着飞行安全和作战效能。对航空发动机的无损检测，现有手段出于缺乏集成性和综合性，导致检测机动性差，工作效率低，同时也影响了检测结

17、果的完备性、准确性和可靠性。本文在深入研究嵌入式技术的东奔西走基础上，设计了内窥涡流集成化无损检测系统。所谓集成有两层含义。一是物理层次集成：涡流为主，侧重缺陷定性测量；内窥为辅，提供导向和表面观测。二是信息层次集成：将内窥和涡流两种检测方式获取的信息进行决策级数据融合处理。从而实现双方的优势互补，达到最佳的检测效果。本文主要工作如下：1、选择针对图像处理的ARM9微处理器，设计了电子内窥镜检测系统。硬件上突出体积小、便携带及支持视频处理等特点，软件上突出实时性的特点。完成了WindowsCE5.0平台下的CMOS图像传感器驱动设计和应用程序开发。2、针对发动机特点，设计了涡流检测系统。包括专

18、用涡流传感器、涡流激励信号源、检测信号调理三部分。试验结果表明：该系统具有高灵敏度、可靠性和稳定性好等特点，满足了航空发动机现场原位检测的要求。3、基于电子内窥镜系统和涡流检测系统，设计了内窥涡流集成化无损检测系统。试验结果表明：该系统能很好地满足外场原位探伤检查战机发动机的需求。4、在深入研究数据融合技术的基础上，选择D-S证据理论的决策级数据融合算法。将内窥和涡流两种检测方式获得的信息进行数据融合处理，提高了缺陷的检出概率。本项目经鉴定委员会鉴定，一致认为本系统具有综合性强、技术先进、检测速度快、准确性高、携带方便等特点，性能达到了项目预期指标要求，系统整体技术处于国内领先水平。2.学位论

19、文 潘牧野 MIS数据融合及实时图形显示研究 2007 随着嵌入式技术的发展，嵌入式系统已广泛应用于国防、工业、交通、能源、信息技术以及日常生活的各个领域，并发挥着极其重要的作用。动目标识别系统（MIS）基于ARM9体系的嵌入式平台，提供了一种可靠和有效的方法来自动地对运动中的目标进行精确定位与管理。因此，MIS在交通管理方面有着重要的应用价值。本论文提出并设计了MIS软件系统的架构。该软件系统用C+语言编写，结合经过内核裁剪的Linux操作系统，实现了多种外设的数据融合与动目标的实时显示的功能。本文首先介绍了MIS的发展现状和应用价值，然后介绍了嵌入式软件的标准开发流程并在此基础上分析了MI

20、S系统的开发流程，接着详细介绍了图形设备接口与图形用户接口的实现方法，同时也详细介绍了MIS系统与其他外设的数据融合方法，最后给出了MIS软件系统开发过程中所遇到的问题与解决方法以及后续工作的展望。3.学位论文 郭巍 模块化智能机器人平台研究 2009 智能机器人是机器人技术领域中的一个重要分支，跨计算机、自动控制、机械、电子等多个学科。智能机器人作为信息技术发展的前沿领域，是一门具有高度综合性、前瞻未来性、创新实践性的学科，蕴含着极其丰富的教育资源。论文研究的模块化智能机器人平台就是一种可应用于教育领域的智能机器人。论文的主要工作是完成了模块化智能机器人平台的研究与设计。论文从智能机器人的模

21、块化和扩展性等方面考虑，提出了基于FPGA逻辑扩展和总线相结合的接口扩展方案。一方面，使用FPGA进行逻辑接口扩展提高了增强系统的可扩展性，并可进行初步的数据处理；另一方面，采用I2C和SPI总线作为扩展总线，提高了总线通信的效率和速度，可对新增模块进行快速扩展。本文采用模块化的设计方法，完成了智能车系统的硬件设计。通过系统分析，将整个系统分为5大模块，包括核心控制模块、电源模块、电机控制模块、传感器测量模块、无线传感器网络模块。本文使用ARM9 S3C2410和FPGA相结合做为主控制系统模块，详细分析了主控制模块、超声波测距模块和无线传感器网络模块的设计方法。并完成了FPGA模块和电机控制

22、模块相应Linux驱动程序。针对移动机器人的无线通信，以MSP430F169微控制器和CC2420射频无线通信芯片为基础进行了无线传感器网络节点的硬件开发。完成了IEEE802154协议相应的物理层和MAC层数据定义和软件实现，并进行了数据传输和组网验证。设计了基于航向角和里程计的节点定位方法和基于RSSI测距的三角定位法。针对智能机器人的测距和壁障，本文设计了超声波测距模块，并对多超声波信息融合技术进行了研究。最后，对所取得的结论和成果进行了概括和总结，提出了本课题在未来的发展趋势和下一步研究方向。4.学位论文 王标 多滚轮高精度在线测量系统的信息融合技术研究 2009 随着科技的发展和机械

23、加工能力的不断提高，可加工的大型零部件的空间尺寸越来越大，加工精度越来越高，对检测技术也提出了越来越高的要求。大型轴孔类工件因体积大、热容量大及难以恒温等特点，其直径的高精度在线检测一直是个技术难题。在各种大直径测量方法中，滚轮法是一种易于实现的大直径在线测量方法，理论上可测无穷大的直径，但传统滚压轮法由于受打滑、滚轮受压变形以及温度的影响，测量精度难以提高，满足不了现代机械制造业的需求。为此国防军工委设立计量“十五”计划重点项目“大直径多滚压轮高准确度测量方法研究”，解决大直径在线测量的难题。该项目在深入分析研究了制约滚轮法在线测量大直径测量精度提高的各项因素的基础上，研制了由新型滚轮测头构

24、建的多滚轮大直径测量系统。该系统集成了直径测量系统与圆度误差测量系统，并对压力变形、温度变形、滚压轮转角测量误差、打滑和被测工件径向跳动等主要误差进行了修正，从而实现了大型工件直径及圆度误差的高精度在线测量。本学位论文的研究重点即为该多滚轮高精度在线测量系统的信息融合技术，主要的研究工作及创新点如下：1.分析研究了影响大直径测量精度和影响圆度误差测量精度的主要误差源及其特性，并针对这些主要误差源，研究了相应的误差辨识、分离、修正等处理方法，消除或减小了这些误差对测量结果的影响。具体包括：基于圆光栅的滚轮测头测角误差的获取及修正：滚轮打滑信息的识别及补偿；滚轮受压变形信息的在线获取及修正；切削热

25、及环境温度引起的被测工件变形误差现场修正；消除被测工件径向跳动对圆度误差测量的影响。2.研究了由同类冗余测量信息获取高精度决策信息的数据融合技术，提出了基于相互支持度的加权数据融合法及阈值判别法。对于经过相互支持度检验后的数据，按照各传感器的特性进行加权数据融合，自动辨识和剔除冗余测量信息中的低品质数据，得到更加接近真值的高精度测量估计值。3.为便于实现在线测量，研制了基于嵌入式系统ARM9 LPC3250的测量控制系统，实现对测量系统中多类多个传感器采样时序的准确控制。该系统包括系统电源模块、测量圈数控制模块、圆光栅信号处理模块、微位移传感器信号处理模块、温度测量信号处理模块、压力测量信号处

26、理模块、仿真接口模块、外设接口模块、网络通信模块及一些功能模块等。该测量控制系统可以实现大型零件直径和圆度误差信息的在线自动获取，并且方便智能操作和功能扩展。4.为克服传统滚轮法直径测量装置的缺点，增添圆度误差同步测量的功能，研制了新型的多滚压轮高精度大直径测量装置。该测量装置采用了具有新型结构的滚轮测头，其通过增加防滑圈减小了打滑发生几率，通过增加测力系统能实时获取修正滚压轮变形所需的测量力信息，通过增加微位移传感器在测量直径的同时同步获取圆度误差的信息。该测量装置通过三个具有独立测量功能的滚轮测头实现冗余测量，还在结构上保证了其用于卧式工件和立式工件测量时不同安装方位的调整。5.为验证所研

27、究的数据融合方法的正确性及有效性，对所研制的多滚压轮高精度大直径特性予以标定，研制了能模拟被测大轴加工状态的仿真大轴系统，并完成了各类验证标定实验。实验结果表明：所研制的多滚压轮大直径测量装置实现了既定的功能和精度指标。目前，很多测量仪器及系统都在朝着多功能、多信息化方向发展，系统中都集成了多类多个传感器，且多采用冗余测量方案，因此本论文的研究成果也可为这类仪器及系统的发展提供参考。5.学位论文 赵少鹏 动目标识别系统软件设计与研究 2009 嵌入式系统已广泛应用于国防、工业、交通、能源、信息技术以及日常生活的各个领域，并发挥着极其重要的作用。动目标识别系统(MIS)基于ARM9体系的嵌入式平

28、台，提供了可靠和有效的方法来自动地对动目标进行精确定位与管理。因此，MIS在交通管理方面有着重要的应用价值。本论文提出并设计了MIS软件系统的架构。该软件系统用C/C+语言编写，结合内核经过裁剪的嵌入式Linux操作系统，实现了多种外设的数据融合与动目标的实时显示。本论文首先提出了MIS软件系统的主要框架，然后详细介绍了MIS图形设备接口与图形用户接口的实现方法，接着结合MIS主板硬件结构及外围接口介绍了MIS与其它外设的数据融合方法，最后给出了MIS软件系统开发过程中所遇到的问题与解决方法以及后续工作的展望。6.学位论文 安源 基于嵌入式Linuz的AGV视觉导航研究 2007 AGV(Au

29、tomated Guided Vehicle)是一种陆地自主运动机器人，能够在具有一定地形特征的环境中顺利到达期望目的地或沿期望路径自主行驶。采用AGV的目的是为了避免人类在危险环境下受伤，使人类从单调的工作中解脱出来。目前AGV已经被广泛应用在制造业、医药、航天和军事等领域。其功能的实现涉及许多关键领域，包括传感器技术、数据融合、图像处理和轨迹规划以及先进控制算法等。本课题以嵌入式Linux应用于AGV的视觉导航为背景，采用时下非常流行的ARM9处理器和嵌入式Linux操作系统，从AGV视觉导航的控制需求入手，利用video-4-Linux采集视频，并通过使用Sobel算子图像处理法、直线H

30、ough变换法、动态二值化后直线Hough变换法、最小二乘法等来提取这些边缘信息，实现了一种基于嵌入式Linux的AGV视觉导航方案。此外，还研究了这种AGV视觉导航系统的实时性，并通过3种方法来提高视觉导航的精度和导航速度。本文最后通过对传统系统设计和嵌入式系统设计的比对，总结出了采用嵌入式系统进行系统开发的流程以及所具有的优势。论文的主要工作包括：AGV系统的控制需求分析，在嵌入式Linux系统上AGV视觉导航的设计：嵌入式系统交叉编译环境的建立、嵌入式Linux系统的移植、内核编译、驱动程序加载、文件系统制作、Linux视频采集设计、图像算法比较、路径信息提取和实时性分析。本文的研究结果

31、对于以后开发基于嵌入式Linux的视觉导航方向研究工作具有较好的指导意义。关键词：AGV，ARM，嵌入式Linux，图像采集，图像处理，最小二乘法7.学位论文 许建龙 城市油烟气体浓度远程无线监测系统设计研究 2009 油烟气体污染城市环境，危害人类的健康，目前我国已经严格制定了对城市油烟污染物的排放标准和管理办法，并研究对城市油烟气体的排放实施有效的治理。传统的油烟监测方法费时费力，已不再适合社会发展的需要，随着现代通讯技术的发展，远程无线监测技术已明显显示其优势，特别是GPRS网络技术的发展，凭借其永久在线、实时传输、费用低廉等优点，已经广泛使用在很多行业领域。本文以“城市油烟气体浓度远程

32、无线监测系统设计研究”为题，研究基于GPRS的无线网络数据远程传输系统，实现油烟气体监测中心计算机对城市烹饪饮食行业产生的油烟气体浓度进行远程实时监测，其意义在于不仅方便了环保部门对各污染物排放点的规范管理，而且对保证城市居民的健康也具有深远的意义。本系统研究的主要设计思想是：在城市油烟气体监测点上安置油烟气体浓度信号监测终端，对油烟气体的排放进行实时监测，并与监测中心计算机进行远程无线通信。系统监测的主要参数是油烟气体的浓度信号，由数据采集终端采集并通过数据融合技术对信号进行处理与分析，得出油烟气体浓度特征。当检测到油烟气体的浓度超过设定标准时，系统在现场自动发出超标警示或驱动油烟净化设备，

33、同时采集终端通过GPRS网络通信模块把油烟特征数据发送到远程的监测中心。监测中心也可以发送命令信息通过GPRS网络随时查询监测终端当前的检测情况。系统设计分为监测终端设计和监测中心设计。监测终端采用市场上现有的油烟气体传感器TGS2100设计油烟气体浓度信号检测电路，并利用嵌入式技术设计基于ARM9的三星微处理器S3C2410为测控核心，以西门子的MC39i为通讯模块的数据采集、处理与无线传输硬件系统，并在硬件系统的基础上定制和移植实时嵌入式操作系统WinCE，使用软件EVC+进行应用程序编程，实现系统监测终端功能；系统的监测中心由计算机和GPRS模块组成，监测中心软件采用虚拟仪器软件LabV

34、IEW设计开发。本文研究中涉及的技术，不仅可以应用在城市油烟气体浓度的远程无线监测上，也可用在其它远程监测的领域，具有广阔的应用前景。8.学位论文 刘智兵 自组织交通疏导车载终端硬件平台 2007 智能交通系统(ITS)是目前交通运输领域的热门研究课题，其核心思想是综合运用现代信息与通讯等技术来提高交通运输的效率。基于智能交通系统的概念，论文提出了一种自组织交通疏导系统的设计思路。论文提出的自组织交通疏导系统综合利用了CDMA无线数据通信、GIS数据库、GPS定位、嵌入式系统技术、信息处理技术和计算机技术，通过数据融合获取实时路况拥塞信息，并根据这些信息对车辆实现“自组织交通疏导”，实现真正意

35、义上的自动导航，从而可以有效地分流交通峰值流量，缓解交通压力。本论文重点研究了自组织交通疏导车载终端硬件平台的设计。在基于ARM9和DSP双微处理器架构和WindowsCE嵌入式操作系统基础上，通过扩展GPS定位模块、CDMA1X通信模块、液晶屏、触摸屏、网络摄像头等外设，开发出一种车载导航信息终端。论文详细研究了终端各功能模块的具体电路设计，移植了嵌入式操作系统WindowsCE.NET，完成了系统外围大部分设备驱动程序的设计。实现了CDMA通信模块自动拨号和基于IP的语音、短信互通平台。最后介绍了系统板级设计和调试的方法。9.期刊论文 田景文.项玉娟.李锦.Tian.Jingwen.Xia

36、ng.Yujuan.Li.Jin 基于嵌入式系统的氧化还原电位测量仪-微计算机信息2006,22(20)氧化还原电位是污水处理工艺过程中的一个重要参数,它直接关系到污水处理质量和污水处理生产效率.本文介绍一种基于ARM9(S3C2410A)的氧化还原电位测量仪器,仪器具有便携式的特点,可显示、存储、回放测量数据,同时利用ARM9的网络可直接进行远程网络测量,仪器具有CAN总线和RS-485接口,可以作为普通工控系统的下位机使用.仪器中采用多传感器数据融合技术,提高测量精度.该系统具有很高的性能价格比.10.学位论文 蔡文郁 高数据率WSN节能策略与QoS机制研究 2007 无线传感器网络是由大

37、量无处不在的、具有无线通信与计算能力的微小传感器节点构成的自组织分布式多跳网络，是能根据环境自主完成指定任务的智能协同系统。无线传感器网络是新一代的无线网络系统，集成了传感器、微机电系统和无线通信三大技术，是一种全新的信息获取和处理技术。随着无线传感器网络研究的深入和多媒体应用需求的增长，迫切需要将信息量丰富的图像、音频甚至视频等媒体引入到以无线传感器网络为基础的环境监测活动中来，实现细粒度、精准信息的环境监测中，因此，高数据率无线传感器网络应运而生。高数据率无线传感器网络将逻辑上的信息世界与真实物理世界融合在一起，将改变人与自然交互的方式。由于高数据率无线传感器网络相比传统无线传感器网络有不

38、同的特点，所以本论文主要研究了高数据率无线传感器网络中的两大热点问题：新型节能策略和QoS新机制。本论文主要从基于负载均衡和能量感知的新型路由协议、基于MST的混合型拓扑控制算法两方面来研究高数据率无线传感器网络的新型节能策略。目前无线传感器网络的路由协议都是基于网络负载率较低的假设，只考虑了无线传感器网络的能量约束，但是高数据率无线传感器网络并不如此。根据高数据率无线传感器网络的能量高效需求和大数据量的特点，本论文提出了一种新型的LBEAR(Load Balanced and Energy Aware Routing)协议，LBEAR协议综合考虑了节点能量消耗状态和节点的负载拥塞程度，均衡了

39、网络能量分布和负载分布，通过均衡网络资源延长了网络生存周期，从而提高网络的节能特性。通过比较分析分簇机制和节点发射功率控制机制的优缺点，本论文提出了一种适合高数据率无线传感器网络的MCTC(MST-based ClusteringTopology Control)算法。MCTC算法采用了“最大能量最小距离”分簇机制将高数据率无线传感器网络分为两层结构，簇内成员与簇头之间、簇头与基站之间分别采用最小生成树算法确定邻居关系，从而决定节点发射功率，同时还可以利用簇头节点对簇内传感信息进行数据融合来降低通信数据量。仿真结果表明MCTC算法可以降低网络功耗，延长网络的生存周期，算法性能与全局最优的最小生

40、成树算法接近。本文对高数据率无线传感器网络QoS新机制的研究主要包括两部分：基于群蚁算法的新型QoS路由协议和跨层QoS优化设计。本论文探讨了高数据率无线传感器网络QoS多约束路由问题的数学模型，提出了一种高数据率无线传感器网络中QoS约束路由问题的具体表现延时约束最大剩余能量率路径问题，并提出一种利用启发式蚁群算法对QoS约束路由问题进行分布式求解的ACO-QoSR(Ant Colony Optimization based QoS Routing)协议。仿真结果表明，ACO-QoSR协议提高了路径的残留能量率，同时严格满足路径的延时约束。跨层优化设计是一种崭新的无线网络协议设计哲学，本论文

41、将跨层QoS优化设计引入到高数据率无线传感器网络领域中，提出了一种基于中间件的高数据率无线传感器网络跨层QoS优化设计模型，从整体协议栈的角度优化各层协议。然后，本论文提出了一种解决在高数据率无线传感器网络中传输多描述编码(MDC)视频的跨层多径路由协议。跨层多径路由协议以最大化应用层视频峰值信噪比(PSNR)作为优化目标，由物理层和MAC层联合决定多径路由的属性，将多描述编码的各个描述分别映射到链路独立多径路由的不同路径上进行独立传输。仿真结果表明，跨层多径路由协议与K=2最小跳数路由协议相比，提高了多描述编码视频多径传输的QoS性能。最后，本论文探索了高数据率传感器节点的设计原型，提出一种基于IPv6的图像采集传感器节点设计框架。基于嵌入式ARM9设计开发的传感器节点和Sink节点拥有IPv6地址并能以IPv6协议进行高速Wi-Fi通信，Sink节点还具有双通道CDMA无线通信模块。图像采集无线传感器网络能够对环境或事件进行图像拍摄、编码处理并无线传输到Sink节点和终端用户，能进一步开发成目标识别用途的高数据率无线传感器网络系统。本文链接：http:/