TinyOS环境下音频数据采集原型系统的设计与实现

无线传感器网络中音频数据的采集具有采样频率快、数据量大的特点,对无线传感器网络数据的存储、压缩与传输提出了挑战。结合音频数据采集的特点,针对其应用环境,提出了一种具有存储、压缩与可靠传输功能的音频数据采集协议,并在MicaZ节点硬件平台上实现了该协议的原型系统。实验表明,该原型系统可以保证音频数据的可靠传输,并能够有效减少节点的发包量。     

基于定向扩散的双向路由协议

根据高速公路气象监测无线传感器网络线形部署、数据接收点多和气象监测信息双向传输的特点,提出基于定向扩散路由协议的双向无线传感器网络路由协议,实现了高速公路气象监测数据的多点传输。经仿真测试,该路由协议实现简单、工作可靠稳定,能满足高速公路气象监测数据双向传输的要求。     

基于LEACH和PEGASIS的节能可靠路由协议研究

由于无线传感器网络节点的能量是有限的,因此设计能量有效的路由协议是非常重要的。LEACH和PEGASIS是无线传感器网络中典型的层次路由协议。文中在两者的基础上提出了一种改进的节能可靠路由协议,在簇形成过程中低能量簇首节点可以通过寻找替代簇首,均衡负载,避免过早死亡;在簇首之间形成一条链路主干路由,进行数据融合以及多跳传输,并针对链路易断的缺点提出一种可靠传输机制。理论分析及仿真结果表明。新提出的路由协议比LEACH更能均衡并减少能量消耗,延长了网络的生命周期。     

基于位图索引的无线传感器网络可靠传输协议

根据无线传感器网络中大量上行数据流实时传输的需求,提出一种基于位图索引的可靠传输协议(BRDT)。该协议使用迭代方式完成一组大量数据的传输。每次迭代的上行数据流采用无重传传输以减少延迟,并采用可靠后项传输传送带有错误标识的位图索引以恢复丢失数据。在已有低功耗无线图像传感器网络Z-EYE系统中实现并进行验证,结果表明,与RMST协议相比,BRDT对下层的服务需求少,在网络质量较差的情况下,BRDT的性能明显优于NACK重传方法,在同等测试条件下,BRDT的传输效率优于PSFQ协议。     

基于WaveMesh的煤矿无线传感器自组网设计

该文针对煤矿巷道监测中传感器网络数据无线传输应用做了研究。基于WaveMesh协议优异的路由和防碰撞算法，巷道内无线传感器数据实现多跳路由、可靠传输和高实时性。WaveMesh无线传感器网络采用自组织分簇树网络架构。root节点在数秒钟内采集全网所有传感器的数据。传感器节点上电自动入网通讯。网络容量可动态扩展，抗干扰能力强。所有节点都可休眠并且满足低功耗应用。WaveMesh专有的全网异步唤醒算法，相比其他自组网如ZigBee，网络性能有很大提高。     

CB-MAC：低延时可靠传输的无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络中周期性睡眠唤醒调度类MAC协议的延时问题，通过对多跳网络环境中端到端的数据传输延时的分析，提出了一种新型的能快速转发的无线传感器网络MAC协议CB-MAC（Cut-throughB-MAC）。CB—MAC消除了两次传输之间的等待延时，实现了数据的多跳连续转发。协议采用RTS-CTS机制实现了链路层的可靠传输，同时解决了加入控制报文而带来报文开销相对较大的问题。模拟结果表明，在多跳通信下，CS-MAC在报文平均延迟和能耗方面的性能都有较大提高。     

煤矿无线传感器网络可靠数据传输协议

针对煤矿无线传感器网络数据流特点,设计了一种基于节点地理位置信息、集成MAC和路由的无线传感器网络可靠数据传输协议。该协议采用概率性唤醒工作方式,根据本地节点的连通度、节点自身的剩余能量信息和区域事件发生概率选择转发节点,同时引入备用节点,在主节点发生故障时自动转换为主节点进行数据转发,保证数据可靠传输。仿真结果表明,该协议能够降低无线传感器网络节点能量消耗,保证数据传输的实时性,提高数据传输的可靠性。     

一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议

针对无线传感器网络最小跳数路由协议数据包多路径冗余传输,能量消耗不均衡等问题,提出了一种改进的无线传感器网络最小跳数路由协议。该协议通过引入侦听机制在网络中建立传输路径,同时采用一种新的能量均衡策略解决关键节点能耗过快的问题,以有效延长网络寿命。通过自主研发的无线传感器网络仿真平台进行仿真,比较最小跳数路由协议和改进协议的性能。实验结果表明:改进协议能够很好的均衡网络能量消耗,提高网络能量有效性,延长了网络寿命。     

无线充电传感器网络能量效率优化研究

本文将SWIPT技术应用到无线充电传感器网络中,提出了一种基于SWIPT的协作传输协议（简称CTS）,利用无线信息和能量的协作传输来提高无线能量传输的效率。在此基础上,设计了一个以最大化网络效用为目的的资源分配策略优化问题,并提出RAPOA算法来求解问题。仿真实验表明CTS最大化了网络效用,提高了无线充电传感器网络的能量传输效率。     

基于多态蚁群算法的WSN能耗均衡路由协议

针对无线传感器网络（WSN）的能耗均衡问题,提出一种基于多态蚁群算法的路由协议,采用周期传输和数据融合的方式,将无线传感器节点的剩余能量信息融合到信息素的形成中。仿真实验表明,与Leach协议相比,采用该协议有82％的节点生命周期更长,在相同时间内网络可多传输48％的数据包。在实验室使用31个节点部署无线传感器网络,将路由协议应用于网络。实验结果验证了该协议的有效性。     

无线传感器网络安全问题分析与研究

根据无线传感器网络的安全需求,重点分析了目前几种典型的路由协议,通过对多种传感器网络安全协议对比,指出了常用协议存在的局限性,提出了一种基于可信路由表的无线传感器网络安全路由协议,目标是实现以最可信的路由路径规避恶意节点,从而更适合无线传感器网络安全应用。     

Routing in wireless sensor networks for wind turbine monitoring

Smart wireless sensor devices are rapidly emerging as key enablers of the next evolution in wind turbine monitoring. The potential for in-situ monitoring of turbine elements, employing methodologies that are not possible with existing wired technology, make it possible to attain new levels of granularity and autonomy in the monitoring of these structures. Wireless sensor devices are limited in terms of communication by the range of their radio modules and, thus, need to form networks in order to transfer data from distant points. Routing protocols are primary enablers of such ad hoc wireless sensor networks and these require the implementation of reliable and energy-efficient mechanisms to maximize network reliability and availability. Existing routing protocols cannot be directly applied to the monitoring of wind turbines without addressing the unique context and operational characteristics of these structures in multi-hop wireless communication. This work identifies the potential effects associated with the operation, environment and structure of wind turbines in wireless sensor network multi-hop communication, and proposes and evaluates a reliable routing protocol for wireless sensor networks employed in these domains.     

无线传感器网络MAC协议研究进展

在无线传感器网络体系结构中,MAC(medium access control)协议是保证网络高效通信的重要协议.无线传感器网络有着与传统无线网络明显不同的性能特点和技术要求,传统无线网络MAC协议无法应用于传感器网络,各种针对特定传感器网络特点的MAC协议相继提出.归纳无线传感器网络MAC协议的设计原则和分类方法,分析当前典型的各类MAC协议的主要机制,详细比较这些协议的特点、性能差异和应用范围.最后总结无线传感器网络MAC协议的研究现状,指出未来的研究重点.     

无线传感器网络协议脆弱性分析

目前已经提出很多关于无线传感器网络的路由协议,但是这些协议在设计时都没有把安全性作为首要目标.给出了无线传感器网络协议的安全目标,总结传感器网络存在的常用攻击手段,着重分析了几种主要的传感器网络路由协议,对其中的协议进行简单介绍并针对这些协议可能存在的攻击提出相应思路和方法.     

无线传感器网络安全路由问题研究

路由协议是无线传感器网络研究领域的关键技术之一,对无线传感器网络的性能起着至关重要的作用。现有的大部分路由协议都没有考虑路由的安全问题,攻击者可以针对网络的路由进行各种攻击。探讨了无线传感器网络路由协议的特点及设计目标。分析了无线传感器网络路由面临的各种攻击,重点探讨目前已经提出的几个无线传感器网络安全路由协议的设计方案。     

An improved transport layer protocol for wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSNs) are a kind of communication networks having independent sensor nodes that form multi-hop ad hoc network to transfer data. In the past few years, various transport control protocols in wireless sensor networks (WSNs) have been developed and proposed in the literature. In this paper, we have analyzed pump slowly, fetch quickly (PSFQ) protocol and presented an improved transport layer protocol for wireless sensor networks. The improved protocol has been analyzed based on various factors such as average latency and average error tolerance and it is found that the proposed protocol is better than PSFQ in terms of these factors.     

无线传感器网络路由协议分类研究

无线传感器网络具有与传统网络不同的特点,且与应用高度相关。传统网络及移动自组织网络的路由协议不能有效地用于无线传感器网络,因而研究人员提出了众多的路由协议。在介绍了无线传感器网络的特点及路由协议设计的关键问题之后,总结分析了现存的路由协议的分类方法,并对各类路由协议从路由策略、路由协议的特点、性能等多方面进行了对比分析,指出了各类路由协议的优缺点及其包含的路由协议。最后总结出未来的研究热点和发展趋势。     

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。     

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.     

无线传感器网络上超轻量化的IPv6协议栈

通过研究无线传感器网络中的树型拓扑结构、适配层的功能和IPv6协议，依据6LowPAN草案，对标准IPv6协议进行裁剪。设计并实现了一种应用在无线传感器网络通信节点上的超轻量化的IPv6协议栈，减少了代码空间和降低了协议自身的通信开销，满足了无线传感器网络中通信节点资源极其稀少和低功耗的需要。