用于应变监测的无线传感器网络节点的设计

针对结构健康监测中应变监测系统的器件连线复杂、维修难度大的特点,设计了用于应变监测的无线传感器网络节点,其中,包括多通道应变传感信号调理电路模块、数字处理模块和无线收发模块的开发。对用于应变监测的无线传感器网络节点进行了标定,并通过无线传感器网络的载荷定位试验验证了用于应变监测的无线传感器网络节点抗干扰性强,实时性好,具有较高的稳定性和可靠性。     

一种无线传感器监测系统的设计和研究

给出了一种无线传感器监测系统的设计与开发,结合MEMS微传感器和无线通信技术,研究了MEMS微加速度计检测信号的测量与无线传输技术,设计了系统电路,并完成了原型装置的制作与调试。通过无线、有线传感器的时频响应特性比较表明,无线传感器监测系统能够满足桥梁健康监测的要求。     

一种无线传感器网络调制方式的仿真和研究

当前,存在着蓝牙、无线局域网等无线标准,它们的功耗相对比较高,成本高,不适用于低能耗的应用,如无线传感器网络.新的无线传感器网络调制方法--基于超宽带信号的多频带OFDM调制方法,可以有效的降低无线传感器网络的能耗.通过Matlab工具仿真了多频带OFDM调制信号和功率谱密度.比较当前无线标准,分析了频段间不干扰性和多频带OFDM调制功率,并提出了自适应子频带选择算法.通过仿真和分析,可以得出OFDM调制功耗低,能提供良好鲁棒干扰与共存性,能适应多种不同的环境.基于超宽带信号的多频带OFDM调制是一种集成到WSM中的,并能代替传统的无线电收发机的比较划算方法,具有一定的应用前景.     

结构监测的无线加速度传感器设计与制作

提出了一种用于土木工程结构监测的无线加速度传感器的模块化设计方法,并研制开发了一种无线加速度传感器.首先,详细地阐述了组成无线传感器的各单元的测试原理和设计原则,并对各组成单元进行了集成;其次,给出了节点的软件设计流程;最后,对节点进行了测试.研究结果表明:该无线加速度传感器具有良好的精度;而且还具有自校准、集数字模拟信号采集于一体、稳定等特点,适合在土木工程结构监测中应用.     

一种管道泄漏检测无线智能传感器的设计

设计了一种用于检测管道泄漏的无线智能加速度传感器。进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器外形结构的设计,并编写了传感器接口应用程序。将设计的智能传感器用于管道泄漏检测实验,结果表明:该传感器可很好地获取应用于管道泄漏信号检测,并具有较好信噪比。     

无线传感器网络在土木工程应用中的试验研究

传感器作为结构健康监测的基本组成部分,一直是人们关注的热点。该文论述了传感器技术的发展,尤其是无线传感器及无线传感器网络技术。介绍了由UCBerkeley研发的无线传感器节点-MICA的软硬件系统,针对结构健康监测,在实验室中建立和开发了一个原型监测系统,将选用的无线传感器节点布置在实验室两层结构模型上,组成一个无线传感器网络。通过小振动台试验证明无线传感器是完全可以应用于将来实际结构监测系统中的。     

面向无线传感结构健康监测的压缩感知方法研究

无线传感器网络在结构健康监测方面有着广泛的应用,但由于该领域的传感器数量和种类众多,数据压缩对系统的高效运行起着关键作用。因此,提出了一种基于压缩感知的无线传感结构健康监测方法,对航空铝板的结构振动信号采用高斯随机矩阵将高维信号序列投影到低维空间,获得稀疏采样的线性测量值,实现信号的压缩采样。研究改进的正交匹配追踪算法来实现稀疏信号的重构。实验结果表明,与已有的无线传感结构健康监测相比,采用压缩采样的监测方法具有良好的抗噪性,并能获得较好的数据压缩效果,节省了网络的带宽和能量;通过信号的近似重构（重构误差在±0.13）,能实现航空铝板损伤准确识别（误差0.84mm）。     

无线传感器网络智能振动监测节点设计

提出了一种用于机械设备振动监测的无线传感器网络节点的设计方法.根据无线传感器网络及振动信号的特点.设计了一种微型低功耗无线振动监测节点,阐述了无线振动监测节点硬件设计思路及无线通讯策略,并在振动监测节点中实现了数学形态等信号分析方法和设备振动状态的智能预警功能.根据该方法设计的监测节点已在工业现场得到初步应用.并可广泛应用于冶金、石化、建筑、桥梁等行业.     

基于声发射技术的管道泄漏检测无线智能传感器的设计

设计了基于声发射技术的管道泄漏检测无线智能传感器。它将智能化功能结合到传感器中一进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器外形结构的设计,并编写了传感器接口应用程序。将该智能传感器用于管道泄漏检测实验,结果表明：该传感器司很好地应用于管道泄漏信号检测,集成度高。     

基于声发射技术管道泄漏检测无线智能传感器的设计

设计了基于声发射技术的管道泄漏检测无线智能传感器。它将智能化功能结合到传感器中一进行了敏感元件的选型、硬件电路和传感器外形结构的设计,并编写了传感器接口应用程序。将该智能传感器用于管道泄漏检测实验,结果表明：该传感器司很好地应用于管道泄漏信号检测,集成度高。     

一种无线振动传感器频响带宽提高方法

高频响无线振动传感器是机械设备预测性维护领域不可或缺的信号采集设备,目前机械设备监测应用中常用的无线振动传感器频率响应较低,限制了其在机械设备预测性维护领域的应用;为了进一步提高无线振动传感器频率响应带宽,提出一种提高无线振动传感器频响范围的方法,从结构设计、振动探头设计、信号调理链路设计和模数转换器设计4个方面对传统无线振动传感器进行了改进;实验结果表明,无线振动传感器带宽提高方法将无线振动传感器频率响应带宽提高了7.96 dB;在振动监测领域具有较强的实用性,对智能传感器制造领域具有较好的指导意义.     

无线传感器网络时间同步技术研究

时间同步技术是无线传感器网络的一项重要技术,它对无线传感器网络中许多技术的实现具有重大意义.有限的电池能量,存储以及带宽限制等传感器固有特性的存在,导致传统的时间同步算法不适合无线传感器网络.具体介绍了现有的无线传感器中的一些时间同步问题和时间同步算法,并对其具体特性进行了深入的分析比较.     

传感器网络失效节点识别技术研究

本文提出一种基于Bloom Filter的传感器网络失效节点的识别方法,该方法在不增加传感器网络节点负担的情况下,对传感器网络中无法正常工作的传感器节点进行识别.分析了算法中不同参数选取对于识别性能的影响,并通过仿真对算法准确性进行了验证.     

基于区域的无线传感器网络分簇组播路由算法

在资源受限的无线传感器网络中,组播由于能够有效的利用网络带宽并降低服务器的负担因而受到广泛的关注。提出了一种基于区域的组播路由算法,该算法中采用了分簇的结构,并能够根据传感器网络的能量和带宽都有限的特点和组播成员的分布动态的调整组播树的形状,从而能够在低开销的情况下为无线传感器网络提供良好的性能。     

无线传感器网络中基于采样的查询处理方法研究

本文系统介绍了PROSPECTORPROOF算法。PROSPECTORPROOF算法在预先分配一定带宽的基础上,在传感器节点内部将感知数据排序,上传被各节点证明的感知数据的数量。在改进算法中引入了本地过滤策略,使得在查询过程中节点内部实现了感知数据的过滤。改进的算法利用了PROSPECTORPROOF算法中产生的数据作进一步的查询优化,能够缩小查询范围而且能够得到准确的感知数据。较好的实现了查询的基本功能,将系统能量消耗降低了11.5%。     

基于干扰模式的无线传感器网络链路调度算法

传感器网络把各种各样的微型传感器设备通过Ad Hoc网络连接起来，以便完成某些特定任务。但是，由于Ad Hoc无线网需要通过共享信道来实现节点间的通信，所以本文基于节点之间可能存在的信道干扰研究了：给定一个源和目的节点对的集合{（si,ti）}，怎样在链路层上对从源到目的的数据流进行调度，以使带宽资源得到充分的利用，并设 计了链路的调度算法。     

Information quality model and optimization for 802.15.4-based wireless sensor networks

High information quality is a paramount requirement for wireless sensor network (WSN) monitoring applications. However, it is challenging to achieve a cost effective information quality solution due to unpredictable environment noise and events, unreliable wireless channel and network bandwidth, and sensor resource and energy constraints. Specifically, the dynamic and unreliable nature of WSNs make it difficult to pre-determine optimum sensor rates and predict packet loss. To address this problem, we present an information quality metric which characterizes information quality based on the sampling frequency of sensor nodes and the packet loss rate during network transmission. Our fundamental quality metric is based on signal-to-noise ratio and is therefore application independent. Based on our metric, a quality-aware scheduling system (QSS) is developed, which exploits cross-layer control of sensor nodes to effectively schedule data sensing and forwarding. Particularly, we develop and evaluate several QSS scheduling mechanisms: passive, reactive and perceptive. These mechanisms can adapt to environment noise, bandwidth variation and wireless channel collisions by dynamically controlling sensor rates and phase. Our experimental results indicate that our QSS is a novel and effective approach to improve information quality for WSNs.     

无线传感器网络中一种节省资源的快速重路由算法

因其特殊的需求和应用,无线自组传感器网络对信息采集、处理和传输等技术有着特殊的要求.基于选播路由策略,本文提出一种节省能耗和带宽资源的快速重路由算法(RFR)以应用于无线传感器网络的网络通信.使用选播技术,RFR算法可在原有有效传输路径基础上快速重路由,从而降低路由恢复时间,提高路由恢复成功概率.同时,算法通过限制参与重路由的节点数目,减少因重路由而消耗的能量和带宽资源,延长网络的生存周期,并提高网络性能.仿真算例验证RFR算法应用于无线传感器网络的有效性、较优性.     

Heuristic routing with bandwidth and energy constraints in sensor networks

Most of the routing algorithms devised for sensor networks considered either energy constraints or bandwidth constraints to maximize the network lifetime. In the real scenario, both energy and bandwidth are the scarcest resource for sensor networks. The energy constraints affect only sensor routing, whereas the link bandwidth affects both routing topology and data rate on each link. Therefore, a heuristic technique that combines both energy and bandwidth constraints for better routing in the wireless sensor networks is proposed. The link bandwidth is allocated based on the remaining energy making the routing solution feasible under bandwidth constraints. This scheme uses an energy efficient algorithm called nearest neighbor tree (NNT) for routing. The data gathered from the neighboring nodes are also aggregated based on averaging technique in order to reduce the number of data transmissions. Experimental results show that this technique yields good solutions to increase the sensor network lifetime. The proposed work is also tested for wildfire application.     

基于Agent的矿井无线传感器网络的研究

在矿井环境中,为了确保生产安全进行,需要建立一种不依赖于骨干网的无线通信系统。随着无线传感器网络的不断发展,这种监测系统成为可能。随着Agent的出现及应用发展,已经提出了基于Agent的分布式传感器网络概念,使用代理在多个传感器节点之间执行协作任务的方法也逐渐发展起来。将Agent技术引入无线传感器网络中来,在一定程度上减小了网络通信的带宽需求,降低了网络中的能量消耗,从而提高了无线传感器网络系统的使用寿命。