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传感器在笔记本防盗器中的应用

作者:时间:2012-12-03来源:网络收藏

2. 2  装置构建

定义节点1 启动模式为事件触发模式,即节点经常处于低功耗的休眠模式,当节点在z 轴向上有一定的移动时,加速度能采集到加速度信息,便通知单片机激活节点为发送模式;当节点静止,即加速度采集到加速度为0 时,节点自动进入休眠模式,以减少功耗,并在主人离开座位前,将节点1 固定于PC 上。

据调查,主人在火车上离开电脑的时间不会太久,故系统将节点2 (LED 灯上并接蜂鸣片) 设置为接收模式,板内烧有一个判决程序:通过对火车晃动引起加速度的收集及综合分析,设定确定的阈值,阈值大于火车晃动引起的加速度小于异常移动引起的加速度。随身携带节点2 ,只要一有异常移动便会报警。由于节点数只有2 个,系统可以快速建立通信;而且节点尺寸为37. 67 mm ×25. 80 mm ,适合车厢内狭小的空间

通过随时随地修改C 语言源代码和变换模块(通过扩展插槽) ,还可以组建其他功能无线通信网:可以用1 号板监视温度传感器变化,用2 号板远程监视温度变化;可以增加无线节点板建设更复杂的多节点无线传感器网络(Simplici TI 单个网络最多可以支持255 个节点) 。综上所述,可以定义“随用随建”为:通过几个简单的无线节点板和基本配置的PC ,随时随地快速组建一个基于Simplici TI 通信协议的WSN ,实现信息的采集、处理、传输功能。它最大能容纳256 个节点(包括网关) ,且可以随时修改源代码实现多种功能。这样既方便又最大程度地节省了成本和功耗。完成任务后,节点自动转入休眠模式,收回节点,按键关闭节点电源。

3  测试结果及分析

通过测试从时延、功耗和误报率等几方面*价的性能。

(1) 时延。为了节能,开启节点电源后其处于休眠模式。经过大量的实验室测试,节点从休眠到工作激活的时延为15 ms ,设备搜索时延一般为30 ms ,活动设备信道接入时延为15 ms ,理想时延共60 ms ,但考虑到车厢内电磁环境复杂,影响传播因素较多,把时延定为0. 1 s。

(2) 功耗。以433 MHz 频率为标准,在正常工作模式下,所有引脚都工作的电流消耗为14. 8 mA ;睡眠模式下为0. 2μA ;节能模式下为29. 4μA。整个系统的大部分时间处于休眠节能模式,如果PC 有人为移动,就通过事件触发机制再次唤醒该节点的单片机。系统一旦进人节能模式,通过电源管理电路,将除单片机、射频模块和硬件看门狗以外器件的供电切断,这时只有硬件看门狗、单片机的串口中断逻辑和射频模块消耗电能,可以最大限度地节约电能。

(3) 误报率。误报率是系统最复杂、最难解决的问题。在此,提出利用判决程序、计算阈值,通过判断是否超过阈值来决定是否报警,在大大降低了误报率的同时,尽可能地避免漏报。

4  结 语

无线传感器网络被认为是21 世纪最重要的技术之一。在此,基于WSN ,着眼解决等贵重物品的防盗问题,设计出微功耗。文章创新点在于:

(1) 通过分析大量的火车晃动所引起的x , y , z 轴加速度数据和一般人移动PC 所引起的加速度数据,利用统计方法确定一个阈值。阈值大于火车正常晃动加速度;小于人为移动加速度。利用阈值编写判决程序,判断笔记本是否为异常移动而进行报警。

(2) 提出了“随用随建”的概念,使网络可以随时随地快速组建,大大地拓展了场合;采用事件触发模式来激活节点, 大大降低了节点和系统的功耗。

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