1、毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 无线传感器系统的设计 一、 课题研究意义及现状 无线传感器网络 (WSN)是信息科学领域中一个全新的发展方向 ， 同时也是新兴学科与传统学科进行领域间交叉的结果 。 无线传感器网络经历了智能传感器 ， 无线智能传感器 ， 无线传感器网络 3 个阶段 。 智能传感器将计算能力嵌入到传感器中 ,使得传感器节点不仅具有数据采集能力 , 而且具有滤波和信息处理能力 ； 无线智能传感器在智能传感器的基础上增加了无线通信能力 ,大大延长了传感器的感知触角 ,降低了传感器的工程实施成本 ； 无线传感器网络则将网络技术引入到无线智 能传感器中 , 使得传感器不再是单个的感
2、知单元 , 而是能够交换信息 ,协调控制的有机结合体 ,实现物与物的互联 ,把感知触角深入世界各个角落 ,必将成为下一代互联网的重要组成部分 。 随着微机电系统的迅速发展，片上系统 SoC(System onChip)得以实现，一块小小的芯片可以传递逻辑指令，感知现实世界，乃至作出反应。 传感器网络以其低成本、低功耗的特点，在军事、环境监测、医疗健康等领域都有着广泛的应用。无线传感器网络系统研究有着巨大的科学意义和应用前景，已经成为当今前沿性的热点研究方向之一，必将成为对 21 世纪产生巨 大影响力的高新技术之一。 生态环境监测 ： 传感器网络能提供遭受化学污染的位置及测定化学污染源，不需要人
3、工冒险进人受污染区。 降雨情况判定，为防洪抗旱提供准确信息。 实时监测空气污染、水污染以及土壤污 染。 监测海洋、大气和土壤的成分。 交通管理 ： 不 仅可以使汽车按照一定的速度行驶、前后车距自动地保持一定的距离，而且还可以提供有关道路堵塞的最新消息，推荐最佳行车路线以及提醒驾驶员避免交通事故 。 可用于监测桥梁、高架桥、高速公路等道路环境 。 空间探测应用 ： 可以通过传感器网络探测、监视外星球表面情况 。 二、课题研究 的主要内容和预期目标 本课题主要完成的内容如下： （ 1）了解和研究了利用 CyFi 实现无线传感数据采集系统的方案； （ 2）分析无线终端控制系统的组成，研究 CyFi
4、的实现方案； （ 3）分析 CyFi 的无线系统的解决方案，确定系统设计中需要用到 Cyf7936 无线收发模块的内部结构； （ 4）系统的整体硬件结构设计，包括芯片规划和外围电路设计； （ 5） Cypress Designer5.0 的学习和软件的操作使用； （ 6）设计系统电路，绘制原理图，制作 PCB 板，硬件电路安装； （ 7）进行系统程序编写，进行硬件电路的调试； 预期目标：完成系统各模块电路的设计，并完成设计论文的编写。 三、课题研究的方法及措施 本设计课题由两个模块组成：信号采集与发送模块、信号接收与处理模块。 1、 信号采集与发送模块由感知器、模数转换电路和无线信号发射电路组
5、成。 2、 信号接收与处理模块由接收器、 PSOC 主控电路、数模转换电路和执行电路组成。 具体组成框图如下： 传 感 器 模 块（ 温 度 传 感 器 ）P S o C 控 制 模 块（ C y R F 7 9 3 6 ）无 线 控 制 终 端 模 块（ S 3 C 2 4 4 2 ）C y F i（ 无 线 网 路 协 议 ）基于 CYFi 的无线控制终端的核心分为 4 个部分，核心处理器、无线模块、存储单元、用户接口单元。其中最关键的部分是核心处理器设计以 及 终端 控 制 部 分 电 路 设 计。 如 下 图 ：四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010 年 10 月 15 至
6、2011年 5月 15日。 2010 年 10 月 15 日 -11 月 5日： 分析老师给的任务，收集资料，进行系统总体方案设计。 2010 年 10 月 5 日 -11 月 25日： 完成关于开题报告、文献综述、外文翻译。 2010 年 11 月 26 日 -2011 年 1月 7日：对方案进行具体设计， PCB 设计和制作， 2011 年 1月 8 日 -2011 年 2 月 22 日：对系统模块进行软件程序设计，调试程序，撰写设计报告与论文。 2011 年 2 月 22 日 -2011 年 4月 1日： 对设计作品进行完善，修改论文， 2011 年 4 月 4 日 -2011 年 4月
7、 15日：准备答辩。 2011 年 4 月 17 日：答辩 五、参考文献 1 赵森严，马幼鸣，范捷 .基于 CYFi 的无线控制终端系统设计 J.现代计算机， 2009， 7： 181184. 2 戴国骏 .系统可配置单片机原理与应用 M.北京：机械工业出版社， 2009， 4. 3 BIT-Automotive Electronics Technical Innovation Center.Theory and Operation of PsoC EB/OL. 2010-11-17.http:/ 4 陈传好 .PLC 在废水处理控制系统中的应用 J.电机电器技术 ,2001,5:36-37.
8、 4 梁志颖 .嵌入式系统晶片 PSoC 实作入门 M.台湾：旗标出版社， 2009， 9. 5 朱明程，李晓滨 .PSoC 原理与应用设计 M.北京：机械工业出版社， 2008， 3. 6 袁杰，刘明贵 .基于 CYFi 的无线传感数据采集系统 J.冶金自动化， 2009， S2： 879881. 7 叶朝辉，华成英 .可编程 片上系统 (PSoC)原理及实训 M.北京：清华大学出版社， 2008， 5. 8 Cypress. PSoC first touch starter kit with CyFi low-power RFEB/OL. 2008-12-03.http:/ 9 Archana Yarlagadda.Designing a Wireless Heart Rate Monitor with Remote Data LoggingJ. Published in Wireless Design & Development, January 2009: 15.
