1、低功耗設(shè)計

所有模塊采用超低功耗設(shè)計，整個傳感器節(jié)點具有非常低的電流消耗，使用兩節(jié)普通干電池可以工作數(shù)年之久，使維護周期大大延長。從而也可以使用微型振動發(fā)電機，利用壓電原理收集結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的微弱振動能量，轉(zhuǎn)化為電量，為傳感器提供電源，為了降低功耗，傳感器選用超低功耗的產(chǎn)品，傳感器在不采集的時候關(guān)斷電源或置于睡眠模式。做到真正的免維護。

2、時間同步

BEETECH無線傳感器，基于時間同步和固定路由表的TDMA發(fā)送協(xié)議，可實現(xiàn)“ 同時”睡眠,”同時”醒來，適合無線傳感器工業(yè)自動化在線監(jiān)測和檢測。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通常包括傳感器節(jié)點、匯聚節(jié)點和管理節(jié)點。

大量傳感器節(jié)點隨機部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)部或附近，能夠通過自組織方式構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)。傳感器節(jié)點監(jiān)測的數(shù)據(jù)沿著其他傳感器節(jié)點逐跳地進行傳輸，在傳輸過程中監(jiān)測數(shù)據(jù)可能被多個節(jié)點處理，經(jīng)過多跳后路由到匯聚節(jié)點，最后通過互聯(lián)網(wǎng)或衛(wèi)星到達管理節(jié)點。用戶通過管理節(jié)點對傳感器網(wǎng)絡(luò)進行配置和管理，發(fā)布監(jiān)測任務(wù)以及收集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

無線傳感器傳感器類型

振動傳感器

每個節(jié)點的最高采樣率可設(shè)置為4KHz，每個通道均設(shè)有抗混疊低通濾波器。采集的數(shù)據(jù)既可以實時無線傳輸至計算機，也可以存儲在節(jié)點內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)，保證了采集數(shù)據(jù)的準確性。有效室外通訊距離可達300m，節(jié)點功耗僅30mA，使用內(nèi)置的可充電電池，可連續(xù)測量18小時。如果選擇帶有USB接口的節(jié)點，您既可以通過USB接口對節(jié)點充電，也可以快速地把存儲器內(nèi)的數(shù)據(jù)下載到計算機里面。

應(yīng)變傳感器

節(jié)點結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，由電源模塊、采集處理模塊、無線收發(fā)模塊組成，封裝在PPS塑料外殼內(nèi)。節(jié)點每個通道內(nèi)置有獨立的高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路，可以方便地由軟件自動切換選擇1/4橋，半橋，全橋測量方式，兼容各種類型的橋路傳感器，比如應(yīng)變，載荷，扭距，位移，加速度，壓力，溫度等。節(jié)點同時支持2線和3線輸入方式，橋路自動配平，也可以存儲在節(jié)點內(nèi)置的2M數(shù)據(jù)存儲器。有效室外通訊距離可達300 m。可連續(xù)測量十幾個小時。

扭矩傳感器

節(jié)點結(jié)構(gòu)緊湊，體積小巧，封裝在樹脂外殼內(nèi)。節(jié)點每個通道內(nèi)置有高精度120-1000Ω橋路電阻和放大調(diào)理電路。橋路自動配平。節(jié)點的空中傳輸速率可以達到250K BPS，有效實時數(shù)據(jù)傳輸率達到4K SPS，有效室內(nèi)通訊距離可達100米。節(jié)點設(shè)計有專門的電源管理軟硬件，在實時不間斷傳輸情況下，節(jié)點功耗僅25mA，使用普通9V電池，可連續(xù)測量幾十個小時。對于長期監(jiān)測應(yīng)用，以5分鐘間隔發(fā)送一次扭矩值，數(shù)年不需要更換電池，大大提高了系統(tǒng)的免維護性。

無線傳感器應(yīng)用領(lǐng)域

美國布朗大學的一個研究小組發(fā)明了一種可以植入腦部并可對外發(fā)射無線信號的傳感器(無線傳感器)，可能為腦功能研究提供新的工具。在最新研究中，研究人員發(fā)明的新型傳感器可直接植入大型動物的腦部(豬和恒河猴)，并可將記錄到的腦信號通過無線技術(shù)傳輸?shù)襟w外監(jiān)控設(shè)備。動物可以在較大范圍內(nèi)自由活動，實驗成功記錄了它們與周圍環(huán)境發(fā)生相互作用的數(shù)據(jù)。無線傳感器還可以進行無線充電，實現(xiàn)長期記錄。目前的結(jié)果顯示該傳感器在一年時間內(nèi)都可以保持穩(wěn)定的信號傳輸。

無線傳感器喚醒方式

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點的喚醒方式有以下幾種：

(1)全喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點同時喚醒，探測并跟蹤網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的目標，雖然這種模式下可以得到較高的跟蹤精度，然而是以網(wǎng)絡(luò)能量的消耗巨大為代價的。

(2)隨機喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點由給定的喚醒概率p隨機喚醒。

(3)由預(yù)測機制選擇喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點根據(jù)跟蹤任務(wù)的需要，選擇性的喚醒對跟蹤精度收益較大的節(jié)點，通過本拍的信息預(yù)測目標下一時刻的狀態(tài)，并喚醒節(jié)點。

(4)任務(wù)循環(huán)喚醒模式：這種模式下，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點周期性的出于喚醒狀態(tài)，這種工作模式的節(jié)點可以與其他工作模式的節(jié)點共存，并協(xié)助其他工作模式的節(jié)點工作。

無線傳感器應(yīng)用實例

橋梁健康檢測及監(jiān)測

橋梁結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(SHM)是一種基于傳感器的主動防御型方法，可以彌補目前安全性能十分重要的結(jié)構(gòu)中，把傳感器網(wǎng)絡(luò)安置到橋梁、建筑和飛機中，利用傳感器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法，可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網(wǎng)絡(luò)可以提早向維修人員報告在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的缺陷，從而避免災(zāi)難性事故。

糧倉溫濕度監(jiān)測

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在糧庫糧倉溫度濕度監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用最為普遍，這是由于糧庫糧倉溫度濕度的測點多，分布廣，使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數(shù)，應(yīng)用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有低功耗，低成本，布線簡單，安裝方便，易于組網(wǎng)，便于管理維護等特點。

混凝土澆灌溫度監(jiān)測

在混凝土施工過程中，將數(shù)字溫度傳感器裝入導熱良好的金屬套管內(nèi)，可保證傳感器對混凝土溫度變化作出迅速的反應(yīng)。每個溫度監(jiān)測金屬管接入一個無線溫度節(jié)點，整個現(xiàn)場的無線溫度節(jié)點通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)绞┕けO(jiān)控中心，不需要在施工現(xiàn)場布放長電纜，安裝布放方便，能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.

地震監(jiān)測

通過使用由大量互連的微型傳感器節(jié)點組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，可以對不同環(huán)境進行不間斷的高精度數(shù)據(jù)搜集。采用低功耗的無線通信模塊和無線通信協(xié)議可以使傳感器網(wǎng)絡(luò)的生命期延續(xù)很長時間。保證了傳感器網(wǎng)絡(luò)的實用性。

無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相對于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)，其最明顯的特色可以用六個字來概括即：“自組織，自愈合”。這些特點使得無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠適應(yīng)復雜多變的環(huán)境，去監(jiān)測人力難以到達的惡劣環(huán)境地區(qū)。BEETECH無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點體積小巧,不需現(xiàn)場拉線供電，非常方便在應(yīng)急情況下進行靈活部署監(jiān)測并預(yù)測地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生情況。

建筑物振動檢測

建筑物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發(fā)的振動而超過舒適度的要求;通過現(xiàn)場測量，收集數(shù)據(jù)以驗證由公路及地鐵交通所引發(fā)的振動與主樓懸臂振動之相互關(guān)系; 同時，通過模態(tài)分析得到主樓結(jié)構(gòu)在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態(tài)的阻尼比，為將來進行結(jié)構(gòu)的小振幅動力分析提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

本次應(yīng)用采用高精度加速度傳感器，捕捉大型結(jié)構(gòu)微弱振動，同樣適用于風載，車輛等引起的脈動測量。

無線傳感器發(fā)展趨勢

未來：無線傳感器的國產(chǎn)化

隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的興起，各種3G、WIFI等方式的興起，可以說給無線傳感器的發(fā)展一個十分重要的時機。無線傳感器應(yīng)該憑借著機會，加快自身發(fā)展的國產(chǎn)化、網(wǎng)絡(luò)化。

一是提高民企企業(yè)和合資企業(yè)的市場份額。首先，依靠自身傳統(tǒng)的技術(shù)和裝備手段保證自身的份額，同時利用中小企業(yè)的聯(lián)動性，整合發(fā)展。提速學習核心技術(shù)，爭取能夠獲得更大的市場份額，打破國外廠商在無線傳感器上的壟斷地位。

二是抓住物聯(lián)網(wǎng)等新型產(chǎn)業(yè)的興起，爭取自身在無線物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展中獲得一個較高的地位。目前，我國在無線傳感器上的發(fā)展已經(jīng)在日益增長，也有了自己的一套發(fā)展模式。雖然在整體上的檔次還不如國外技術(shù)，但我國企業(yè)能依托外資企業(yè)在過發(fā)展的契機，結(jié)合各種高端科技，將發(fā)展滯后的無線物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)順利推進，加大自身的市場份額，提升無線物聯(lián)網(wǎng)的國產(chǎn)化。同時擴大自身的市場份額。

三是提高國產(chǎn)傳感器的發(fā)展技術(shù)和制造工藝，使得國有企業(yè)能占有穩(wěn)定的份額，減少價格劣勢，發(fā)揮國有企業(yè)在市場中的主導地位。使得技術(shù)總體上跟不上國外發(fā)展的前提下，仍然不會被巨大的價格打入冷宮，使得大多數(shù)無線傳感器企業(yè)可以購買到全新的設(shè)備，在新技術(shù)和新工藝上也能慢慢追趕上外資企業(yè)的步伐。