基于NETCONF的WSN网络管理系统设计

无线传感器网络的网络管理是个崭新的研究领域。无线传感器网络自身的特点决定了其管理系统与传统的计算机网络管理系统有根本区别。但是,到目前为止,有关无线传感器网络管理系统的研究还较少。本文总结了相关研究,并基于NETCONF协议设计了WSN网络管理系统,包括信息模型、节点代理和WSN-NETCONF协议,为无线传感器网络管理系统的实现奠定了基础。     

无线传感器网络智能红外控制节点的实现

无线传感器网络(WSN)是一种全新的信息获取和处理技术,其巨大的应用前景受到学术界和工业界越来越广泛的重视。红外控制技术以其通用性强、价格低廉的优点在生活中应用普遍。将无线传感器网络与红外控制技术相结合,设计了一种具有智能红外控制功能的无线传感器网络节点,该节点利用红外功能模块对红外信号学习并智能存储到EEPROM中,然后按需将预先存储的红外编码发送,达到控制红外终端的目的。另外,利用简单网络管理协议(SNMP)服务器可以对节点的红外控制功能实现远程控制。最后,对新设计的传感器节点进行了测试,证明了该方案的可行性。     

基于无线传感器网络的Modbus虚拟设备

为有机结合无线传感器网络(WSN)和Modbus现场总线网络,提出了一种新的解决方案,利用网关的协议转换功能,将无线传感器网络节点虚拟成Modbus设备,从而扩展了Modbus协议的使用范围。该方案的优点在于不增加无线传感器网络节点的开销实现无线传感器网络和Modbus总线的无缝集成,同时保证了无线传感器网络响应Modbus查询时的实时性。仿真实验证明了该方案的可行性。     

实现无线传感器网络规模可扩展性的一种算法

无线传感器网络是由许多分布的智能传感器节点组成的多跳无线网络。针对无线传感器网络的特点,在能量有效的MAC协议下,提出了适应网络规模扩展性的分布式算法,并利用网络仿真工具NS 2(networksimulator2. 27版)实现仿真。该算法在无线传感器网络MAC层实现了网络规模的可扩展性,增强了网络自适应网络规模变化的能力。     

低功耗无线传感器网络节点的设计

在对无线传感器(WSNS)网络体系结构、传感器节点的特点、功能分析的基础上,给出了无线传感器网络节点的软硬件低功耗设计与实现方案.传感器节点以低功耗嵌入式处理器MSP430F1611为核心,TinyOS为嵌入式实时操作系统,配以基于IEEE 802.15.4的MAC层协议的无线传输模块作为网络数据出口以及CC2420无线收发器,可以实现高速的数据采集和可靠的数据传送,能够较好地达到低功耗和实时性的要求.测试结果证明:该平台适合节点的应用,具有易使用、低功耗特点.     

一个简化的无线传感器网络管理编码规则

为降低无线传感器网络(WSN)节点能耗并延长网络寿命,基于网络管理操作原语,设计一种简化的WSN管理编码规则。根据网络管理报文的长度,选择一个或多个字节表示网络管理中协议数据单元的长度。理论分析和实验结果表明,该编码规则能降低报文的编码长度及节点的通信能耗,并提高编码效率。     

无线传感器网络MAC协议研究进展

近年来, 无线传感器网络 (WSNs) 作为国内外一个新兴的研究方向, 吸引了许多研究者和机构的广泛关注. 无线传感器网络具有与传统无线网络不同的特点, 且与应用高度相关. 无线传感器网络主要的一个设计目标是有效地使用网络节点的受限资源 (能量、内存和计算能力), 以最大化网络的服务寿命. 传统网络的介质访问控制 (MAC) 协议, 并不能直接应用于无线传感器网络. 针对无线传感器网络的特点和应用背景, 研究人员提出了很多 MAC 协议. 本文通过分析无线传感器网络的特点, 讨论了影响 MAC 协议设计的有关问题, 着重研究和比较了当前一些重要的无线传感器网络 MAC 协议. 结果表明, 不存在一种适用于无线传感器网络应用的标准 MAC 协议, 好的 MAC 协议必须能在能量有效性和网络性能之间进行折中. 最后, 展望了无线传感器网络 MAC 协议的进一步研究策略和发展趋势.     

基于拍卖针对DoS攻击的WSN安全路由协议

节点密度大、数量规模大以及资源有限是无线传感器网络的特点,而又使得它难以防御恶意节点发起的拒绝服务攻击。针对无线传感器网络的以上特点,基于博弈论观点和方法,通过建立传感器网络节点博弈框架,采用一级封闭价格拍卖实现路由发现,利用声誉机制检测和惩罚恶意节点,并在SAR协议基础上增加了对黑洞攻击和重放攻击的防御,加快了对恶意攻击节点的检测收敛。仿真结果表明,改进后的SAR协议能有效防御无线传感器网络中的拒绝服务攻击。     

传感器网络节点的测距与定位

无线传感器网络是以传感探测、通信及计算机等科学技术为依托而构筑的目标感知和监测系统,由于其巨大的应用前景而备受学术界和工业界的广泛关注。定位问题是传感器网络设计与应用中的一个重要问题。传感器节点的位置信息在传感器网络的协议设计、网络管理、节点间协作、目标跟踪等方面都具有重要的理论和实际意义。本文详细阐述了基于声波测距的传感器网络定位算法的实现策略,对具体实现机制进行了分析并给出相关结论。     

基于Sun SPOT平台的无线传感器网络多跳路由协议设计

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一,针对传统多跳传输协议在无线传感器网络的实际应用中存在部署过程过于复杂等问题,设计了一种灵活实用的基于Sink节点控制的无线传感器网络多跳传输协议(Sink Controlling Multi-hop Protocol,SCMP)。Sink节点通过发送命令信息实现对传感器节点的控制,并收集各个节点的路由信息从而获得全局路由,然后对传感器节点的数据传输进行进一步控制。在Sun SPOT平台上对SCMP进行了部署实验,结果表明,基于Sink节点控制的多跳传输协议更加方便灵活,在实际的无线传感器网络应用中具有一定的有效性和可行性。     

无线传感器网络中的地址分配协议

地址用来标识节点,使能网络通信协议,在无线传感器网络中扮演重要角色.由于无线传感器网络中节点众多,再考虑其网络动态性,手动地为每个节点分配地址是一件繁琐甚至无法完成的工作,于是,地址分配协议成为必需.由于无线传感器网络自身所具有的特点,传统的DHCP协议和ad hoc网络的地址分配协议对其不再适用.分析了无线传感器网络地址分配协议的必要性,总结了地址分配协议需要解决的问题和所面临的挑战,并对已有地址分配协议进行了分类.介绍和比较了当前有代表性的地址分配协议,并指出了它们的问题,分析了地址分配协议下一步研究的重点.     

无线传感器网络低功耗设计综述

无线传感器网络(W SN)综合了传感器技术、嵌入式技术、分布式信息处理技术和网络通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析、处理。W SN中的节点,具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。为实现一种低功耗的W SN,可以从W SN的体系结构、传感器节点以及网络各层次通信协议等角度去设计实现。在该领域还存在一些亟待解决的问题。     

移动低占空比无线传感网中数据收集的研究进展

移动低占空比无线传感网(Mobile Low-duty-cycle Wireless Sensor Networks,MLDC-WSN)是一种新型的传感器网络,它能克服传统无线传感网络(WSN)中仅考虑静态网络、网络能耗大等问题。但是,MLDC-WSN的新特性给数据收集应用带来了新的挑战,例如:移动性会导致网络拓扑结构不断改变,造成网络连通性不稳定;节点的苏醒时间短,造成通信延迟大。针对MLDC-WSN中数据收集的研究现状进行了分析和对比,分别从节点移动性管理、节点睡眠调度、数据收集协议等3个方面进行了综述。此外,还总结了该领域中待解决的重要科学问题,并对未来的研究方向进行了展望。     

Editorial

Wireless sensor network(WSN)is characterized by the dense deployment of sensor nodes that continuously observe physical phenomenon.The main advantages of WSN include its low cost,rapid deployment,self-organization,and fault tolerance.WSN has received tremendous interests of various research communities,and significant progresses have been made in various aspects including sensor platform development,wireless communication and networking,signal and information processing,as well as network performance eva...     

无线传感器网络的安全分簇路由协议

在无线传感器网络(WSN)中,安全问题已经成为一个重要的问题.但在现有的WSN路由协议中,很多仅考虑节能因素而没考虑安全因素,而那些专门为安全而设计的路由协议则一般开销较大算法复杂,难以在WSN中实施.为解决问题,提出了一种安全节能的分簇路由协议SEEC,它综合了安全高效的SEER路由协议以及基于剩余能量的非均匀分簇路由协议两者的优点:节点仅仅需要完成数据传感等简单功能.而由基站完全控制簇的管理和路由选择,不仅节约了节点能量,而且防止了恶意节点的攻击;另外,对节点的非均匀分簇,更进一步节约了能量.分析和仿真结果表明,方案不仅能够提供很好的安全性,而且有效地延长了网络生存时间.     

Analysis of incremental LMS adaptive algorithm over wireless sensor networks with delayed-links

Wireless sensor networks (WSN) are used for many delay-sensitive applications, e.g. military surveillance, emergency response, city management, etc. Therefore, modeling of delay is very important. This paper presents a study of the impact of sensors' sensing delay, process delay and transmission delay in the estimation of the desired unknown parameter in the WSN. Recently proposed wireless sensor networks, in the literature, assume perfect nodes and links, in view of delay. It means that no consideration has been made about the delay in the sensing, processing and, transmission procedures. The proposed method in this paper analyzes the behavior of the distributed incremental estimation algorithm in the presence of delay in wireless sensor networks. Weighted spatio-temporal energy conservation method is used to evaluate the transient and steady state behavior of the wireless sensor networks with delay without putting any restriction on regressor's distribution. The equations that illustrate mean square deviation (MSD), excess mean square error (EMSE) and mean square error (MSE) behavior of individual nodes, are driven. Also, simulations show that overall delay could be calculated to turn off nodes in some iterations without affecting the performance of the distributed estimation algorithm or adding extra latency to the network, which can improve power management strategies by modifying sleep-wake scheduling protocols. Eventually, it is shown that simulation results have a good match with derived theoretical expressions.     

无线传感器网络路由协议研究现状与趋势*

分析了无线传感器网络的特点和对路由协议的要求。阐述了路由协议的分类方法,并根据网络的拓扑结构,将路由协议分成平面和分层两大类,对主要路由协议工作原理进行了叙述,比较了各个路由协议的特点。最后,对WSN路由协议的研究热点和发展趋势进行了阐述。     

PEACH: Power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks

The main goal of this research is concerning clustering protocols to minimize the energy consumption of each node, and maximize the network lifetime of wireless sensor networks. However, most existing clustering protocols consume large amounts of energy, incurred by cluster formation overhead and fixed-level clustering, particularly when sensor nodes are densely deployed in wireless sensor networks. In this paper, we propose PEACH protocol, which is a power-efficient and adaptive clustering hierarchy protocol for wireless sensor networks. By using overhearing characteristics of wireless communication, PEACH forms clusters without additional overhead and supports adaptive multi-level clustering. In addition, PEACH can be used for both location-unaware and location-aware wireless sensor networks. The simulation results demonstrate that PEACH significantly minimizes energy consumption of each node and extends the network lifetime, compared with existing clustering protocols. The performance of PEACH is less affected by the distribution of sensor nodes than other clustering protocols.     

基于object—Z的WSN路由算法的形式化研究

由于无线传感器网络（WSN）带来的新特点,需要开发更多区别于传统网络的路由协议。形式化方法Object—Z是建立在严密数学基础之上的开发方法,其形式化规约语言的测试和设计工作可以同时开始,适用于新网络、新算法的研究开发。文章提出了运用形式化方法Object—Z对flooding算法建模的方法。建模结果表明Object--Z适用于无线传感器网络的路由协议,并可实现对flooding算法的描述和验证。     

无线传感器网络在森林监测中的应用

为改善现有森林监测防护方式的不足,引入无线传感器网络(WSN)技术,提出了一种基于ZigBee的WSN的森林监测系统解决方案。结合网络拓扑、节省能耗和稳定可靠等三方面的分析,给出了适合森林监测的传感器网络节点的硬件设计和网络协议,实现对森林环境的有效监控。