基于STM32W108的油田无线传感网络设计
一种大田农业无线传感器网络系统设计方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610890040.7(22)申请日 2016.10.12(71)申请人 哈尔滨派腾农业科技有限公司地址 150036 黑龙江省哈尔滨市香坊区公滨路572号7单元3楼1号(72)发明人 马廷彦 (51)Int.Cl.H04W 4/021(2018.01)H04W 4/38(2018.01)H04W 16/18(2009.01)H04W 16/22(2009.01)H04W 24/08(2009.01)H04W 52/02(2009.01)H04W 84/18(2009.01)(54)发明名称一种大田农业无线传感器网络系统设计方法(57)摘要本发明公开了一种大田农业无线传感器网络系统设计方法,所述方法包括以下步骤：第一步，农业应用环境对无线信道传播特性的影响与模型研究；第二步，面向精细农业的WSN结构与组网方式研究；第三步，面向精细农业的WSN节点低成本定位方法研究；第四步，面向精细农业的WSN数据融合方式研究；第五步，服务质量目标驱动的农业WSN系统评价策略；第六步，提出线传感器网络中间件设计方法。
本发明的大田农业无线传感器网络系统设计方法，以良好的环境适应性、低功耗、低成本、标准化为目标，以大田与设施农业两种应用对象，研究面向精细农业的无线传感器网络关键技术。
权利要求书1页 说明书3页CN 108377465 A 2018.08.07C N 108377465A1.一种大田农业无线传感器网络系统设计方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：第一步，农业应用环境对无线信道传播特性的影响与模型研究，针对不同的农业应用环境，分别就平地、裸地以及山地进行实验，对不同信道频率下的丢包率，RSSI值以及不同天线下的传输范围进行了综合分析比较，得出信道衰减经验模型，为无线传感器网络组织结构、路由协议与不同应用环境的节点部署方法提供依据；第二步，面向精细农业的WSN结构与组网方式研究，在研究常用无线传感器网络结构与通信协议的基础上，尤其是在分析ZigBee协议及其网络结构的基础上，针对设施农业与大田应用环境，设计分簇无线传感器网络结构，提出分簇有限自组网的结构与组网方式，并设计交叉双链的通信模式；第三步，面向精细农业的WSN节点低成本定位方法研究，面向大田应用，对DV Hop节点定位算法进行改进，采用四边测距方式定位普通节点的位置，实现精细农业用无线传感器网络的低成本定位，为定点施肥、灌溉等提供技术支持；第四步，面向精细农业的WSN数据融合方式研究，采用基于空间相关性的压缩感知理论对节点数据进行融合；第五步，服务质量目标驱动的农业WSN系统评价策略，针对农业无线传感器网络行业标准研究滞后的实际，结合精细农业应用需求，以网络服务质量为目标，建立农业WSN体系结构，提出面向精细农业应用的WSN系统评价策略，为农业无线传感器网络行业标准的建立提供参考；在此基础上，针对分簇网络结构、簇内交叉双链的通信方式，测试丢包率、网络延时、网络能耗、网络带宽等指标，并计算服务质量；第六步，在上述研究的基础上，针对农业无线传感器网络系统低成本与标准化的需要，提出线传感器网络中间件设计方法；开发无线传感器网络软硬件，给出系统的硬件原理图和软流程图；设计基于太阳能MPPT的能量快速自给方法，并设计传感器间歇采样、深度休眠的工作方式。
一种基于STM32W108的无线脑电采集系统的实现
２ ０ １ ３年
第１ １ 期
Hale Waihona Puke Ｓ Ｃ Ｉ Ｅ Ｎ Ｃ Ｅ＆Ｔ Ｅ Ｃ Ｈ Ｎ Ｏ Ｌ ＯＧ Ｙ Ｉ Ｎ Ｆ ＯＲ ＭＡ Ｔ Ｉ ＯＮ
０本刊重 稿。
科技信息
一
种基于 Ｓ Ｔ Ｍ３ ２ Ｗ１ ０ ８ 的无线脑电采集系统的实现
【 摘 要】 传统 的有线动物脑电信号采集 系 统存在体积大 ， 接线多 ， 移 动测量 困难等缺 点。基 于以上考虑 ， 我 们设计 了一个基 于 ｓ ｔ ｍ ３ ２ ｗ １ ０ ８
Ｌ Ｉ Ｚ ｈ ｅ ｎ － ｊ ｉ ａ ｎ ｇ ＹＡＮ Ｇ． １ ｉ — ｍｉ ｎ ＷＡＮＧ Ｍｉ ｎ
智慧油田油气生产物联网解决方案
技术难题
油气生产过程中涉及到大量的数
据采集、传输和处理，对数据处
03
理能力要求高。
解决方案
04 采用高性能的数据处理服务器，
优化数据处理算法，提高数据处
理效率。
安全管理问题与对策
安全管理问题
油气生产过程中涉及到易燃易爆等危险品，安全风险大。
对策
建立健全的安全管理制度，加强员工安全培训，提高员工的安全意识。同时， 采用物联网技术对生产过程进行实时监控，及时发现和处理安全隐患。
实现资源共享
通过物联网技术实现资源 共享和协同工作，提高资 源利用效率。
促进产业升级
推动油气产业的数字化转 型和升级，优化产业结构 ，提高产业竞争力。
04
智慧油田油气生产物联网解决方案的实施 与案例
实施方案与步骤
技术选型
根据需求选择合适的技术和设 备，包括传感器、通信模块、 数据平台等。
实施部署
及时发现并解决生产过程中的故障和问题 ，降低停机时间，提高生产连续性。
降低运营成本
节能降耗
通过智能控制和优化生产 过程，降低能源消耗和浪
费，节约运营成本。
提高资源利用率
合理配置和优化油气资源 利用，提高资源利用率，
降低运营成本。
减少人工成本
提高生产自动化水平，减 少人工干预和人力投入，
降低人工成本。
感知层
负责采集各种传感器数据，如压力、温度 、流量等。
ห้องสมุดไป่ตู้网络层
负责将采集的数据传输至应用层，采用无 线或有线通信技术。
应用层
负责对接收到的数据进行处理、分析和应 用，提供各种智能服务。
油气生产物联网的关键技术
传感器技术
无线传输技术在石油工业中的创新应用(五)
无线传输技术在石油工业中的创新应用随着科技的不断进步，无线传输技术在石油工业中的应用日益广泛。
这种技术通过无线方式将数据传输到目标设备，大大提高了工作效率和安全性。
本文将从油田勘探、采收、储存与运输等方面探讨无线传输技术在石油工业中的创新应用。
一、油田勘探中的无线传输技术在油田勘探过程中，无线传输技术可以提供实时的数据传输和监控。
通过使用传感器和互联设备，可以远程监测地质结构、温度、压力等参数，实现对油田的精准勘探。
此外，无线传输技术还可以将数据传输到地面控制中心，为决策提供依据，提高油田开发的效率和安全性。
二、油田采收中的无线传输技术在油田采收过程中，无线传输技术可以实现自动化和远程监控。
传感器可以实时监测井口的温度、压力、液位等参数，并将数据通过无线方式传输到中心控制室。
工作人员可以通过终端设备实时查看数据，并根据数据进行调整和分析。
这种方式不仅提高了油田采收效率，还降低了工作人员的工作强度和操作风险。
三、油田储存与运输中的无线传输技术在油田储存与运输过程中，无线传输技术可以实现数据的实时监控和远程管理。
运输管道和储罐中安装的传感器可以实时监测温度、压力、流量等参数，并将数据通过无线方式传输到运营中心。
工作人员可以通过监控平台实时获取数据，及时发现异常情况并采取相应的措施。
这种方式有效地提高了管道和储罐的安全性和可靠性，同时也减少了人力成本和人为错误的发生。
总之，无线传输技术在石油工业中的创新应用为油田勘探、采收、储存与运输等环节带来了巨大的改变。
通过实时数据传输和远程监控，工作人员可以及时了解油田的运行状态，降低操作风险，提高工作效率。
然而，无线传输技术在石油工业中的应用仍然面临着一些挑战，如信号稳定性、数据隐私保护等问题。
因此，未来的研发和应用还需要更多的技术突破和实践经验积累，以进一步推动石油工业的创新和可持续发展。
基于STM32的无线多点式温度测量系统
基于STM32的无线多点式温度测量系统下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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无线WiFi在油田社区网中的应用研究——以长庆油田社区网为例
2018年9月第21卷第18期中国管理信息化China Management InformationizationSep.,2018Vol.21,No.181 WiFi系统概述WLAN有两种基本架构，一种是FAT AP架构，又叫自治式网络架构，另一种是AC+FIT AP架构，又叫集中式网络架构。
长庆油田社区网采用AC+FIT AP的方式组建WiFi网络。
在WLAN领域被大规模推广和商用的是IEEE 802.11系列标准协议，WLAN也被定义为基于IEEE 802.11标准协议的无线局域网。
802.11具有里程碑意义的标准协议有802.11a、802.11b、802.11g、802.11n和802.11ac。
长庆油田现有接入用户终端使用较多的是802.11g、802.11n和802.11ac这3种协议。
802.1g的连接速度可以达到54 M，802.11n可以达到600 M，802.1ac连接速度可以达到1 G以上。
2 油区WiFi网络的网络规划在油区宽带网络中，WiFi设备的组网结构一般有两种，一种是EPON+Fit AP的组网方式，另一种是POE交换机+ Fit AP 的组网方式。
2.1 EPON+ Fit AP组网方式在采气二厂榆林基地建设EPON网络，采用EPON网络+POE+ Fit AP交换机的组网方式，在POE交换机下面安装AP 无线接入点，接入无线终端。
EPON网络上行接入通信处的社区网中，在社区网中有AC设备控制管理AP设备，有Portal服务器向无线终端推送认证界面，然后由Radius认证服务器完成对无线终端的账号分配、认证、计费和授权，以及账号的带宽限制，并在网络中部署安全审计设备记录无线终端用户的上网行为和实现溯源。
同时，Portal和Radius服务器通过二次开发实现无线终端的无感知认证，用户在首次认证时，绑定的无线终端MAC地址会被服务器记录，在二次登录时终端用户直接通过认证，跳过输入账号的过程直接上网，提升用户上网体验。
基于STM32微控制器的Wi-Fi图传系统设计
摘 要：文章提出一套基于 STM32F407 微控制器的无线图传系统，微控制器上实现 Web 服务器功能，通过 Wi-Fi 硬件模
块实现较高帧率的无线图像传输。原型系统通过连接的摄像头对彩色图像进行采集和压缩，并最终使用 Wi-Fi 无线传输数据
到上位机软件或者浏览器直接显示采集到的图像，传输图像标准为 QVGA，分辨率大小为 320*240，图像传输帧率达到每秒 15
众创空间
科技创新与应用 Technology Innovation and Application
2021 年 19 期
图 6 浏览器接收到的图像源自本约为 150 元。传输的速度超过许多同类原型系统，为后 来此类图传问题提供了一种可行的解决思路。
参考文献院
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图 2 基于 STM32 微控制器的图传原型系统 软件开发顺序框图
1.3 系统实现及流程 首先对核心板通电，烧录测试代码，观察到核心板上
绿色 LED 灯进行闪烁。实物效果如图 3 所示，通过串口 查看获取到的图像数据。最终检测 Wi-Fi 模块，通电启动 后查看 Wi-Fi 模块状态指示灯是否正常，供电电压是否 达到 3.3V，通过连接热点进行数据的发送，串口打印接 收到的数据。
[2]范玉柱.湖南省知识产权保护现状与对策研究[D].长沙：湖南大学，2017. [3]蒋娟.浅谈中国企业知识产权意识[J].农业图书情报学刊，2017，29（8）: 101-104. [4]顾清.科技创新型企业知识产权管理研究[J].民营科技，2016（4）:65-66. [5]张媛.论我国知识产权文化的构建[J].大庆师范学院学报，2016，36（2）: 61-65. [6]郑文杰.绵阳市科技型企业知识产权保护问题与对策[J].经济研究导刊，
基于STM32的无线传输控制自动感应垃圾箱
基于STM32的无线传输控制自动感应垃圾箱作者：谭耀杨张薇来源：《中国新通信》2017年第07期【摘要】随着智慧校园的提出，各种围绕智慧校园建设的软硬件设施正如火如荼地开展，本文设计的是基于STM32ARM芯片智慧校园垃圾管理系统，此系统由三部分组成：智能垃圾箱部分，无线传输部分，报警监控部分。
解决收集垃圾箱储藏情况的难题，避免手脚和垃圾桶的接触，远离细菌。
新型的智能垃圾桶给人们的生活带来了很多的方便，与社会提出的营造“绿色生活”相适应。
【关键词】 STM32 zigbee 上位机报警一、前言本系统创新点含有检测人体与垃圾箱的距离，自动打开关闭垃圾箱，zigbee网络的设计，自行调试的上位机软件的报警处理处理，充分发挥stm32的优势，对于传统51设计的智能垃圾桶，系统稳定性有很强的提高。
发挥语音播放的宣传效果特别是对于中小学校园在环保宣传上的作用，没有一味的利用别人的语音报警。
使用不同颜色的LED显示垃圾桶的存储状态。
二、设计方案2.1系统总体框架智能垃圾桶：stm32主控红外感应，超声波测距，正负离子发生器和紫光灯杀菌除臭，zigbee实时监控窗口，太阳能电池板供电从机主机2.2红外模块红外模块是由红外线技术作支撑的产品，灵活性高，功耗低，工作电压低，在各类自动感应电器设备中有较大应用，并且在电池供电的自动控制产品方面也得到较大认可。
控制方法：本次控制采用可重复触发，当红外感应到人体靠近时，输出口out输出高电平，控制电机正转，打开垃圾桶，若附近一直有人体移动，则一直输出高电平。
当附近没有人体移动时，高电平延时5秒钟，然后输出低电平，控制电机反转，关闭垃圾桶。
2.3超声波模块超声波主要通过超声波模块发出信号，当遇到障碍物会反射回来，从而判断有无障碍物，程序运行时，超声波一直检测桶内垃圾高度。
当外部中断启动时（红外感应到人体靠近），停止测量。
当人扔完垃圾后垃圾箱关上后又开始测量。
检测到垃圾桶内垃圾已经满时，垃圾桶不能再打开，并通过无线发射信号给总部，提醒回收垃圾。
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模块组成 （ 图 １ 见 ） 。传感模块主要负责监测区域 内
信 息的 采集 ，并 将 各种 传 感器 采 集 的信号 转 变为 数
字信 号 传送 给 处理 器 模块 。处 理器 模 块 负责 控制 整
图 ２ Ｓ Ｍ３ Ｗ１ ８框 图 Ｔ ２ ０
个节 点 的数 据 处理 操 作 、路 由协 议 、功耗 管 理 、任
化 管 理水 平等 具有 重要 的意义 。
图 １ 系 统 硬 件 图
４ ２各功 能模块设计 ．
４ ２ １处理器和无线通信模块设计 ．．
处理 器和 无线 通信 模块 采用 的是 Ｓ ＴＭ３ Ｗ ｌ ８ ２ ０ Ｈ 。
Ｓ ＴＭ３ Ｗ １ ８是 意 法 半 导 体 （ Ｔ） 司 最 新 推 出 ２ ０ Ｓ 公
力 ，并 有 广泛 的 ＡＲＭ 开发 工具 、群 体 支持 ；二 是
在 止 回 阀附近 ，用来 检 测管 道 的温 度 ，压 力参 数并
分析 判 断 出盗油 、管 道泄漏 、停井 等现 象 。 （） 感器 节 点定 时收 集 止 回阀附近 温 度 、压 力 １传 参数 ，通过 传 感器 网络将 检 测到 的 参数 送 至监 控 中 心 ；监 控 中心 模块 负 责数 据 收 集 、整理 与分 析 ，并
ＡＲ Ｍ Ｃ ｒｅ － ｏ ｔｘ Ｍ３微处 理器 、Ｆ ａｈ 闪存 、ＲＡＭ ｌｓ 存储 器 以及基 于 Ｚｇ ｅ ｉ Ｂ ｅ系统 使用 的很 多通 用外设 。 Ｓ ＴＭ３ Ｗ １ ８与 目前其 他 ２ ４ ２ ０ ．ＧＨｚ ｏ Ｓ Ｃ芯 片最 大 的区 别 ／优势 主 要有 三点 ：一 是在 保 持低 功耗 的 基 础 上 ，采用 了 ３ ２位 ＡＲ Ｍ Ｃ ｒｅ －Ｍ３内核 ，有 ｏ ｔｘ 别于 其 他 ８ ６位处 理 器 ，提高 了更 强大 的处 理 能 、１
反 馈 控制 命令 。
芯 片 内部 带 有功 率 放 大 器 （ Ａ） Ｐ ，发射 输 出功 率 可
达 ＋７ Ｂｍ ，无 需 外 部功 放 就 可 以 获得 较 大 的通 信 ｄ 距 离 ；三是 Ｓ ＴＭ３ Ｗ １ ８ 片 不 同版 本分 别 固化 了 ２ ０芯 ８ ２ １ ．ＭＡＣ、Ｚ ｇ ｅ 、ＲＦ Ｃ ０ ．５ ４ ｉＢ ｅ ４ Ｅ等 协议 栈 ，用户
ห้องสมุดไป่ตู้
和收 发数 据 。能 量 供给 模块 负 责 为节 点 各个 功能 模
块 供 电。ＧＰ ＲＳ收发模 块负 责 ＧＰＲＳ通 信链路 的信 息传 递 ，将 收集 到 的参 数送 至 监控 中心 。监控 中心 模块 负责数据 收集 、整 理与分析 ，并反馈控 制命令 。
２ ２业务 需求分析 ．
务 管 理和 实 现 网络 安全 可 靠 的通 信协 议 。无 线通 信
４２ ２传感器模块设计 ．．
压 力传 感器 采用 ＤＷ １ ５ ＧＥ 。ＤＷ １ ５ １ ｘ ＧＥ １ ｘ
压 力 传 感 器 具 有 体 积 小 、 低 功 耗 、高 灵 敏 度 等 设
计 。 工作 电源 为 ３ ６ 直 流 ，压 力范 围为 ３ ｍｂ ｒ ．Ｖ ０ ａ－
终端 设备 。
模块 负 责 与其 他节 点 进行 无 线通 信 ，交 换控 制 消息
（） 造方 便 ，维 护费 用 低 ，无 线 网络 连接 可提 ３改 供从 钻 井 台到监 控 中心 的数 据链 路 ，还 可 以实 现 油 田与 油 田，油 田与 总部 之 间 的点 对点 联 系 ，保 证油 田的 安全 高效 运行 。
无 需理 解 、开 发 网络协 议 ，就 可 以进 行 符合 相关 标
（） ２ 系统性 要 求 ：监 测 节点 需要 具 有低功 耗 ，低
成 本 ，高稳 定 性 的特性 。
（） ３ 系统 的 可 扩展 性 要 求 ：节 点需 要 定 义 统 一 、 完 整 的外 部 接 口 ，可 以在现 有节 点上 直接 添加 新 的 硬 件部 件 ，而不 需要 开 发新 的节 点 。
的一 个 完 全 集 成 的 系统 即芯 片 ，该 芯 片 集 成 了 符 合Ｉ ＥＥＥ ０ ．５ ４标 准 的 ２ ４ ８２ １ ． ． ＧＨＺ收 发 器 、３ ２位
３油 田环境无线传 感器 节点设计 需求
油 田环境 监 测无 线传 感 器 网络 主 要 是借 助 于 传 感 器 节点 中内置 的形 式 多样 的传感 器 件 ，将其 安 装
Ｇ Ｒ 模 块通 过 ９针 的 串行 口与监控 系统主机 连 接 ， Ｐ Ｓ
通过 软 件 处理 和存 储 采 集到 的 管道 监 测数 据并 进 行
分析 汇 总 。Ｍ Ｃ３ ｉ Ｓ ５ 与 ＴＭ３ Ｗ １８连 接方 式 如 图 ５ ２ ０ 所示。
２ ０ ａ ，分辨 率 为 ０ １ ａ ，精 度 为 ０ ５ 到 １ ０ｂ ｒ ．ｍｂ ｒ ．％ ％，
准 的无 线 网络产 品开发 。Ｓ ＴＭ３ Ｗ １ ８的 内部 结构 ２ ０ 如 图 ２所 示 。
（） ４ 低成 本要 求 ：只有低 成本 才 能大量 地布 置 在
目标 区域 ，表现 出传 感器 网络 的各种 优 点 。
４设计方案
４ １硬件组成 ．
系统硬件 由传感器模块 、处理器 模块 、无 线通信 模块 、能 量供给模 块 、ＧＰＲＳ 接收 、监控 中心六个
在 石油 的开 采过 程 中 ，对 油 井 进 行 安全 监 测 是
生 产 管理 的 重要 工 作 内容 ，也 是保 证 油 田正 常 、安
全 、 经济 运行 的 重要 手 段 。安全 监 测 的主 要 内容 包 括 泄漏 监 测 、压 力超 高保 护 、温 度 异 常等 。油 田监 控 中 心需 要实 时 得到 各输 油 管 的压 力 、温 度等 数 据 ， 从 而进 行数 据 分 析 ，得到 生 产运 行 状况 。对 油 田生 产 系统 的 安全 监 测 ，对于 及 时发 现 泄漏 等故 障 、优 化 生 产 运行 参 数 、减 少盗 油 犯罪 案件 的发生 ，避免 油 田巨 大 的经 济损 失 和环 境污 染 ，提 高 油 田的现 代