无线传感器网络短距声通信方法研究

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1、52传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2014年第33卷第4期无线传感器网络的短距声通信方法研究邸丽霞，张彦军，刘文怡，(1．中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室。山西太原0300512．中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051)摘要：在无线传感器网络(WSNs)所处环境中，由于强电磁或短距无线通信频率共存的原因，传感器节点间的短距无线通信常常会受到干扰甚至中断。针对这个问题，研究了一种短距声通信方式，将信号调制于声信号上，通过空气中声信号的传播来完成节点之间的数据通信。设计了用于验证声通信方法的实验系统结构；介绍了

2、微分相移键控(DPSK)调制与解调原理及相关Matlab程序流程、输出与接收放大电路设计。进行了声通信实验，在室内环境时，声通信的最佳距离为2m，室外环境时，声通信的最佳距离为5In，最佳波特率均为294bps。实验数据表明：本系统所设计的声通信方法是可行的。关键词：无线传感器网络；声通信；微分相移键控；多径效应中图分类号：TN929文献标识码：A文章编号：1000-9787(2o14)04-0052-04Research0fshort．rangeacousticcommunicationmethodforWSNsDILi—xia，ZHANGYan．jun一，LIUWen—yi’。(1．Key

3、LaboratoryofInstrumentationScience&DynamicMeasurement，MinistryofEducation，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China；2．NationalKeyLaboratoryforElectronicMeasurementTechnology，NorthUniversityofChina，Taiyuan030051，China)Abstract：Inenvironmentofwirelesssensornetworks，duetostrongelectromagneticfieldorth

4、ecoexistenceofshortdistancewirelesscommunicationfrequencies．short—distancewirelesscommunicationsamongsensornodesmaybedisturbedandevenbeinterrupted．Aimingatthisproblem，studyakindofshort—rangeacousticcommunicationmodewhichmodulatestransimittedsignalsonsoundwavesandcompletesdatacommunicationamongnodest

5、hrov【ghthepropagationofsoundwavesinair．Firstly，designtestsystemstructurewhichisusedtovalidateacousticcommunicationmethod，thenintroducesDPSKmodulationanddemodulationprinciple，relatedMatlabprogramflow，outputandreceivingamplifiercircuitdesign．Finally，theacousticcommunicationexperimentsiScarriedout．itsh

6、owsthatthebestdistanceofacousticcommunicationiS2minindoorenvironmentandthebestdistanceofsoundcommunicationiS5m．Thebestbaudrateareal1294bps．TheexperimentaldataverifiesthatthedesignedacousticcommunicationmethodbythissystemiSfeasible．Keywords：WSNs；acousticcommunication；DPSK；multipatheffect0引言频段，当它们同时运行

7、时，会干扰甚至中断WSNs的无线无线传感器网络(WSNs)是由部署在一定监测区域内通信。同样，一些强电磁环境(如使用中的微波炉周围、变的众多传感器节点以自组织的形式、通过无线通信方式处电站、有恶意电磁干扰的场合等)中，WSNs的短距无线通理、传递并获取监测对象信息的网络系统。信也可能会受到干扰甚至被中断。WSNs中，无线频谱的传输频段一般优先选择多数国因此，研究一种不占用无线信道带宽、不受电磁干扰