基于NS-3的无线传感器网络物理层设计及仿真

NS-3是一种新的网络仿真工具,它将会慢慢取代目前广泛使用的NS-2。本文着重介绍了基于NS-3的无线传感器网络的物理层仿真模块的设计,搭建了无线传感器网络仿真平台,使一个简单的例子得以在上面运行,并给出了仿真结果。该仿真平台可以用于对无线传感器网络的深入研究与探讨,有助于无线传感器网络的优化设计、缩短系统的开发周期。     

大风区无线传感器网络节点部署研究

介绍了无线传感器网络节点的部署策略,研究了大风区无线传感器网络节点的大规模部署问题.对确定性部署的感知概率和冗余覆盖进行了分析,并进行了模型仿真.对异构节点部署的多sink节点模型、网络代价函数进行了分析,讨论了最优化节点数,并同样进行了模型仿真.     

智能配电网无线传感器网络数据通信的QoS-MAC层模型

根据中国电力工业通信规范对配电网通信数据的要求,研究了一种在IEEE 802.15.4标准媒体访问控制(MAC)层协议中引入服务质量(QoS)支持的信道访问机制QoS-MAC模型。通过将配电网遥信、遥控、遥测三类通信数据分为3种优先等级的传输数据,建立节点内三级数据缓冲队列状态的马尔可夫链模型。依据该模型建立了每个节点的信道访问冲突模型、不同优先级数据网络有效吞吐率模型、传输延时模型、节点的无线信道冲撞率模型。通过仿真实验研究,衡量配电网无线传感器网络数据通信的性能。在不同的配电网数据产生率的情况下仿真实验结果表明,所提出的方法可为基于无线传感器网络的配电网数据通信提供有效的QoS保障。     

基于博弈论的输电线路监测系统无线传感器网络数据转发模型

针对输电线路监测系统对无线传感器网络实时性和可靠性要求较高的特点,并为提高输电线路监测无线传感器网络的智能性,将博弈框架引入到无线传感器网络的数据转发过程,提出了一种长链状无线传感网络博弈转发模型（chain-sensor game algorithm model）,并对其纳什均衡的存在性进行了证明。依据仿真实验结果,该模型能够对输电线路监测无线传感器网络数据转发过程的拥塞以及＂漏斗效应＂等问题优化改善。     

基于RSSI的无线传感器网络节点定位技术研究

无线传感器网络节点定位技术是无线传感器网络应用研究的基础。采用传统的无线信号传输损耗模型的RSSI定位方法的精度不能够满足许多用途。为了提高定位精度,提出了一种分段线性拟合传输损耗模型,比较表明在复杂的环境下该模型对实际传播损耗曲线的逼近效果更好。文中利用该模型对节点进行RSSI定位,并且对该模型的定位效果进行了仿真,结果显示其较之传统模型可以明显提高在复杂环境下的定位精度。     

一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法

现有无线传感器网络的迅速发展对其路由协议提出了较多性能评价指标,综合考虑网络能耗、生存期、自适应性等重要因素,提出一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法。通过建立无线传感器网络路由优化多指标约束模型,采用基于图论的Dijkstra算法进行路由寻优,得到了满足性能评价指标的网络优化路由,使无线传感器网络寿命更长。仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

基于无线传感器网络的配电线路的故障监测的可行性研究

首先给出了用于电力系统故障监测的无线传感器网络的系统架构,阐述了该无线传感器网络的工作原理.根据电力系统监测对网络延时、数据可靠性、时间同步精度、动作时间等方面的要求,通过仿真分析无线传感器网络相关的性能,给出了基于无线传感器网络的电力系统故障监测的可行性.     

无线传感器网络的SMAC协议跨层优化

针对无线传感器网络中,由于个别节点因能量消耗大而加快网络消亡问题。本文采用能量均衡思想对SMAC协议进行跨层优化,提出了b-SMAC协议,节点可根据路径能耗来更新路由表,有效优化选择下一跳的节点,达到无线传感器网络中节点能耗均衡的目的。NS-2软件仿真结果表明,b-SMAC比SMAC协议更有效解决能量非均衡消耗问题,减少了网络消耗,延长了网络生存周期。     

基于NS2的LEACH协议仿真与分析

无线传感器网络分簇路由协议,通过簇头节点协调簇内节点之问的工作,可以有效的减少能量消耗,提高网络的性能。而LEACH协议是经典的分簇算法,是目前重点研究的路由技术。本文对LEACH协议工作原理进行了分析。在此基础上,详细介绍了使用NS2软件仿真无线传感器网络路由协议LEACH的方法,并以能量消耗和网络生命周期为衡量网络性能的指标,将仿真结果与MTE路由协议进行了对比分析,得出了LEACH协议能有效的降低能耗,延长网络的生命周期。     

一种基于复杂网特性的校园无线传感器网路由算法

针对无线传感器网络节点面临着随机攻击(失效)和选择性攻击,从而直接或间接地导致部分或整个网络的瓦解情况,对常见的3种无线传感器网络拓扑结构进行了分析,综合考虑泛洪算法和LEACH算法的路由思想,提出了一种新的路由算法.在节点选择下一跳时使用含有负载数的阈值函数进行有效调节,控制极少数节点负载数增长过快,从而提高网络的鲁棒性和抗毁性.网络性能分析及仿真结果表明,在校园无线传感器网络组网过程中应用该算法,网络的鲁棒性更好,抗毁能力大幅度提高.     

Variable length dynamic addressing based on network traffic distribution in wireless sensor networks

In this paper, a novel dynamic addressing scheme for wireless sensor networks (WSNs) is proposed by using variable length coding. A WSN is typically composed of numerous tiny energy-constrained sensor nodes with limited information processing and data storage capabilities; thus, the energy-efficient strategy is the key issue in designing protocols for WSN. Traditional addressing strategies adopt flat addressing (static and uniform addresses) for sensor nodes. However, the proposed variable length dynamic addressing (VLDA) for sensor nodes is based on the fact that different nodes in the network have uneven traffic loads. Therefore, nodes with more data to receive or send are allocated with shorter addresses. Whether a node is busy or not is determined by the network traffic distribution (NTD), which is defined as the number of data packets each node has received or sent in a period of time. Sensor nodes’ energy is saved by VLDA scheme; hence, the wireless sensor network’s lifetime is extended. In the simulation, a 20% improvement has been achieved through the addressing scheme compared to traditional flat addressing.     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

电力物联网中基于多跳网络的密钥管理方案

输电线路状态检测是电力物联网建设中的重要应用,针对输电线路在线监测中部署的大尺度、多跳无线传感器网络,设计了一种新的层次化密钥管理方案,对簇进行重新组织,依据新的跳数来生成新的密钥替换过时密钥。通过WSNs分簇中不同的跳数作为密钥管理机制的种子,实现轻量级的动态密钥安全管理。仿真结果表明,该方案不仅具有密钥系统局域化、低能量损耗、不需要特殊节点等特点,而且也提高了网络安全水平。     

基于节点负载均衡的分布式光伏发电无线安全监控网络研究

为解决分布式光伏发电并网容易对电网产生扰动的问题,引入针对分布式光伏发电无线监控网络,延长网络生命周期,对传统的LEACH协议进行改进,提出LEACH-NEW协议。LEACH-NEW协议将整个无线监控网络划分为等面积的若干个环形区域,依据传感器节点剩余能量在各个子区域内以不同概率选取簇头,使距离基站越近的簇包含更多的簇头,避免热区簇头因转发任务而过早失效。同时采用多跳路径完成数据传输,避免基站远处的簇头因一跳通信而过早失效。NS2的仿真结果表明:LEACH-NEW协议有效地均衡了网络能耗,延长了网络生命周期,使无线监控网络可提供更为可靠的监控,运行更加稳定,网络能耗也更加均衡,且当基站距离监测区域越远,LEACH-NEW协议的优越性越显著。     

基于虚剩余带宽的多个路由表的多类别QoS路由

现在以及将来的网络通需要支持有QoS请求的应用,而这对于大型复杂的网络结构是一个挑战,一些研究已经解决了QoS路由的一部分问题.本文在虚剩余带宽的多个路由表的基础上提出了一种新的QoS路由,允许在多个业务类之间动态地共享链路资源.路由算法尽可能为QoS业务选择best-effort业务轻载的链路,从而整体提升网络的性能.通过进一步的仿真,可以看出在链路负载不均衡的时候,QoS业务的丢包率以及best-effort业务的吞吐量都有很大的改善.     

基于最大化网关流量的物联网路由方案研究

为解决现有依赖具体链路探测包的物联网路由方案易遭受干扰的问题,给出了一种基于虚拟网络估计的物联网路由方案。所给方案首先利用网络状态矢量和活动共享估计每条链路的成功传输数据率,然后根据节点局部产生流量、邻居节点的流入流量和重传流量估计节点流量,最后选择能够增加网关流量的节点作为下一跳节点,并按照这一原则建立物联网路由。仿真分析结果表明,所给路由方案估计的传输数据包数与仿真实验结果一致,并且所给路由方案的吞吐量优于基于负载感知的物联网路由方案。因此,所给路由方案可以很好地用于寻找物联网的有效传输路径,具有较好理论研究价值和实际推广应用价值。     

无线传感器网络通信的拥塞控制策略

无线传感器网络(WSNs)中的拥塞会引起数据的重传以及重传失败进而导致较长的时延、较高的数据丢失率以及较多的能量消耗。针对无线传感器通信网络自身结构特点,提出了一种基于广义混合控制器的无线传感器网络拥塞避免控制模型。分析了考虑邻近节点的无线传感器网络拥塞避免控制方案,窗口变化率、队列数据长度变化率所具有的特征,以及带有时延线性系统的混合控制器。建立模型与一般基于广义混合控制器参数对应关系和通信网络络的闭环控制系统。最后对所提出的拥塞控制策略的无线传感器网络的性能进行测试以及具体算例进行分析。结果表明:该模型能够保证通信数据传输时在满足可靠性、实时性的前提下使得网络通信性能达到最佳。     

采用改进的NGH次同步谐振阻尼方法抑制次同步谐振

提出一种改进的NGH次同步谐振(SSR)阻尼方案,以IEEE第一基准模型为研究对象,对采用该改进方案来抑制不稳定的扭振做了仿真分析.改进的NGH方案在Narain G.Hingorani发明的原方案上增加了SSR检测和预触发功能.改进方案的基本原理以及原方案的基本概念在文中作了描述.电磁暂态计算程序EMTP用来仿真原NGH方案和改进NGH方案的阻尼效果.仿真结果表明,改进方案在提高暂态转矩稳定和有次同步谐振问题系统的稳定性比原方案更有效.     

基于单路口车流量统计的交通灯配时系统研究

随着机动车数量的持续增加城市交通拥堵问题日愈明显，为了缓解交通拥堵，本文设计了一种智能交通系统。在车辆检测部分：利用背景均值建模解决ViBe背景建模产生鬼影的问题，针对不同复杂程度的背景赋予不同的背景更新速率来实现自适应背景更新策略。交通灯配时部分：针对单级模糊控制以排队长度作为模糊控制输入误差较大的问题，构建了基于拥堵强度的两级模糊控制器，经过模糊推理和清晰化后得出配时方案，从而对绿灯时间做出调整。实验结果表明，在车流量检测部分：通过不同类型的交通场景测试，改进的ViBe算法在车辆流量的综合准确率相比ViBe算法提升了11%，能够为配时策略提供准确的数据支撑。红绿灯配时部分：本文提出的基于两级模糊控制的信号灯配时策略在3种流量场景下与现有交通灯配时方法相比，车辆平均延误时间和车辆平均通行时间分别降低了3.34和5.65 s以上，能够起到缓解交通拥堵的作用。     

针对双链路失效的鲁棒抗毁研究

伴随着电力通信传输系统网络拓扑的网状化发展,先纤链路失效的相关性日益增强,双链路失效成为亟待解决的问题.文章探究电力WDM光网络在业务需求矩阵不确知情况下的双链路抗毁问题,提出了两种基于软管模型和Valiant负载平衡机制的启发式算法:CVLBSP算法和DVLBSP算法,并通过计算机仿真对两种算法的性能进行了评估.结果...