汽車無線傳感器的研究與設計
無線傳感網(wǎng)絡能夠支持的最大無線傳感器的數(shù)量取決于所抽樣的時間間隔(SI)。一旦合適的時間間隔被選定(基于輸入的改變速率),使用公式(1)確定節(jié)點的數(shù)目和TDMA時隙數(shù)。
利用溫度傳感器作為感應器,如果需要一個1 s的采樣間隔,那么主節(jié)點可以處理的最大節(jié)點數(shù)為1 400(10.714 ms的TM)主節(jié)點已經(jīng)達到10ms,如圖5(b)所示。本文引用地址:http://www.butianyuan.cn/article/197351.htm
在本節(jié)中研究了無線感應器的傳輸協(xié)議,并表明該設計可以達到相對較高的空間分辨率(大于1 000個節(jié)點規(guī)模的汽車)。但是,如果傳感器耗電量過快,就需要定期更換上千個電池,這樣一來,實際上是限制了空間分辨率。因此,這就需要考慮無線傳感器網(wǎng)絡的生命周期。
3 傳感器網(wǎng)絡的生命周期
無線傳感器的三個主要消耗電能的模塊是:感應模塊、無線通信模塊和微控制器模塊,如表1所示。這三個模塊主要有兩個操作模式:關機模式和工作模式。在這兩種模式下分析了每種模塊的功耗,以及總的消耗量。
此外,使用一個標準為500 mAh電池,這是由供應所需要的電流不能降低,要扣除20%的理論量。因此,要計算出平均壽命(小時),計算公式為:
BS=電池供電一小時=500 mAh;AO=工作模式下傳感器電流量=453.581μA;
AOF=關機模式下傳感器電流量=17.479μA;TO=傳感器處于工作模式的時間率(%)。
4 結束語
本文詳細介紹了單個無線傳感器的硬件設計方案和無線傳感網(wǎng)絡傳輸協(xié)議,可方便快捷收集大量汽車測試環(huán)境中的真實數(shù)據(jù)。此設計比較靈活,能夠使用多種帶寬、天線、電源、傳感器類型。采用無線傳輸方式對車輛各部狀況進行測試,大大改善了測試設備對真實環(huán)境的影響,使測試數(shù)據(jù)更加真實。但是在實際的測試環(huán)境中,往往采用無線星型網(wǎng)絡拓撲結構,有多個射頻發(fā)射裝置,有可能造成互調(diào)失真。無線信號在車輛周圍有可能多次傳播(反射、衍射等),導致噪聲的發(fā)生。這些問題都將有待進一步實驗和調(diào)試。由于外部振蕩器的功率消耗比較大,所以將在內(nèi)部使用一個相對精確的內(nèi)部振蕩器;由于較高的時鐘誤差率,必須定期進行重新同步,以達到預期的通信性能。
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