基于WSN的农业生态环境监控

针对农业生态环境实时监控的需要,以无线射频芯片CC2430为核心设计了基于无线传感器网络(WSN)的农业生态环境监控系统。详细介绍了该监控系统的拓扑结构及软硬件设计思路,采用ML-MAC数据链路层协议并提出基于簇头负载均衡的WSN分簇节能路由算法(CLBCES),进一步降低了功耗和成本,非常适合在规模化农业生产中广泛使用。     

一种面向移动监控型网络的分簇路由协议

传统的无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)中节点是基本保持静止的,使网络中的节点具有移动性可以改善WSN功能;针对移动监控型无线传感器网络中拓扑结构改变频繁,传统的路由协议不能适用的问题,提出了一种基于分簇的移动性路由协议(mobile cluster routing protocol,MCR);该协议包含一个分布式分簇算法(distributed cluster algorithm,DCB),此算法充分考虑了节点移动性和剩余能量,通信复杂度比较低,分簇效率很高;同时,针对节点移动,协议中提出了一种注册机制,通过这种机制可以实现在移动过程中的信息交互;实验表明,MCR协议能够有效提高在移动环境下的网络性能。     

一种基于LEACH的改进无线传感器网络路由协议

为了在无线传感器网络(WSN)中降低能耗和提高网络生存期,针对LEACH协议中簇头选举不合理和随机分簇的不足,提出了一种LEACH的改进协议.该协议首先计算无线传感器网络的最佳分簇数量,然后与遗传算法相结合对网络进行分簇,再根据簇中节点的剩余能量等情况选出簇头节点.仿真结果表明,与经典的LEACH协议相比,改进后的协议减少了网络的能量消耗,延长了网络生命周期.     

无线传感器网络备份路径分簇算法

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性。针对无线传感器网络(WSN)中分簇算法的不足,提出了基于备份节点策略的EDC算法,传感器节点在其簇头失效后仍可以通过其备份路径传输数据。通过OMNeT++平台上的仿真实验表明,EDC在网络重建时间、失效节点数量较其他WSN协议有明显的改善。     

无线传感器网络节点分簇与非分簇性能比较

为研究分簇的无线传感器网络（WSN）能否在很大程度上节约传感器节点电池能源,延长网络生存周期,从分簇的网络组织本身、分簇WSN和非分簇WSN能量消耗的对比、不同分簇方式对网络能耗的影响进行研究,得出当满足一定条件时,分簇WSN比非分簇WSN性能更优的结论,并进一步得出WSN的最佳分簇规格应在5跳以内。     

基于Z-Stack协议栈的WSN能量管理策略

在分析基于ZigBee协议的Z-Stack1.4.3协议栈基础上,实现无线传感器网络(WSN)数据的自动周期获取,通过设置协议栈中休眠条件,不仅能最大限度地降低功耗,而且可以保证网络的同步性。构建一个簇树结构的低功耗ZigBee网络,设计具有网络数据、拓扑显示等功能的监控管理系统。应用结果表明,该系统能在低功耗下稳定地工作,完成环境数据监测。     

机场助航单灯监控无线传感器网络低能耗路由研究

为合理利用节点有限的资源,完成高效的数据采集任务,延长无线传感器网络使用寿命,以机场进近区助航灯的无线传感器网络监测为研究对象,提出了针对机场助航灯监测的基于分区的WSN(Wireless Sensor Network)路由协议AL-CADE(Airfield Lighting-Clustering Algorithm based on Distance and Energy)。该协议将监控区域按助航灯分布的地理位置分成几个区域,在各分区中设置了高级节点作为中继节点。对椭圆分区内节点进行了簇头数优化,提出了基于能量和距离分布的簇头选举算法。仿真结果表明:该协议可有效降低节点能耗,延长网络寿命。助航灯监控系统的使用对保障飞机的起飞和着陆安全,提高机场维修工作效率和维修保障能力十分重要。     

基于改进蚁群算法的WSN分簇路由机制研究

针对现有的用于无线传感器网络(WSN)的分簇路由协议,存在着所有簇头直接与汇聚节点通信、远离汇聚节点的簇头能量消耗过快等一系列的问题,根据蚁群算法(ACA)及WSN分簇路由算法的特点,对ACA进行改进并引入到WSN分簇路由机制中,提出一种基于改进蚁群算法的WSN分簇路由算法;该算法将到汇聚节点的距离设定为启发函数以找到簇头下沉的最佳路径和提高蚁群算法的效率,同时,在选择节点概率公式时将该节点的剩余能量考虑在内,在数据传输过程中,减少了簇头节点的能量消耗,进而实现节点能量的高效利用,增强网络的使用寿命。以实现网络通信的高效;通过仿真,结果表明,该算法是可行的、有效的。     

基于控制的低能耗多跳分簇路由协议

针对无线传感器网络(WSN)的多跳分簇协议中,Sink节点附近的簇头能量消耗过快,簇头分布不够均匀,多跳链路不够高效等关键问题,提出了基于控制的低能耗多跳分簇路由协议。通过控制成簇数量与大小、多跳链路能耗、轮数与每一轮中的数据传输量来解决以上问题。仿真结果表明：所提协议与低功耗自适应分簇(LEACH)协议和基于非均匀分簇的无线传感器网络路由协议(EEUC)相比,网络稳定期分别延长了138%和13%,网络生命期分别延长了13%和8%,因此能够有效地降低网络能耗,均衡网络负载,延长网络生存时间。     

基于Markov模型的WSN汇聚树路由协议

根据工业监控无线传感器网络(WSN)的可靠性和实时性需求,采用跨层优化方法,提出一种基于介质访问控制层Markov模型的汇聚树协议MM-CTP。利用IEEE 802.15.4 WSN链路层动力学Markov模型对单簇网络进行数据帧传输性能分析,改进汇聚树协议的链路质量评估方法,通过计算最优路由梯度,建立网络拓扑,在保证较高数据到达率的同时,使网络延迟最小,以满足工业监控网络的数据传输需求。     

一种基于无线传感器网络能量均衡路由算法

提出一种基于OMNET＋＋仿真下的无线传感网络wsNs（wirelessSensorNetworks）能量均衡的路由算法。算法通过WSN节点的路由表,以跳数和剩余能量作为参数实现分簇及簇首的选择,节点采用多跳路由的方式将数据传送到簇首。OMNET＋＋仿真结果表明,该算法与LEACH算法相比可以均衡网络能量的能量消耗,延长网络的生存时间。     

CyFi无线传感器网络组建与通信设计

介绍使用Cypress公司的CY3271入门套件结合PSoC可编程片上系统,组建CyFi无线传感器网络的过程;实现了一个节点采集CapSense触摸感应数据,通过CyFi的Hub转发,由另一个节点接收并显示;使用VisualC＋＋语言编写上位机软件,实现了CyFi网络中数据的采集。     

基于连通坡面划分的多重虚拟骨干网轮换算法

由于在无线传感器网络中通常使用虚拟骨干网来承担数据转发的任务,因此骨干节点的能量会过快地耗尽从而导致网络无法连通。针对该问题,提出一种基于连通坡面划分的多重虚拟骨干网轮换算法——MVBNR。算法利用图论中的连通坡面划分理论构造出尽可能多的无交集虚拟骨干网,使其周期性地轮流承担转发数据的任务,从而达到均衡网络负载、延长网络寿命的目的。理论分析表明,MVBNR算法构造了一个大小至少为[(δ+1)/(β×(c+1))]－f的连通坡面划分,算法的消息复杂度和时间复杂度都为O(nδ)。仿真结果表明,MVBNR算法产生的平均骨干节点数、骨干网络数和网络寿命都优于IDKDP算法。     

基于蚁群算法的WSN能量预测路由协议

LEACH协议中的簇头和基站采用一跳通信,导致能量消耗过快。为此,提出一种基于蚁群算法的无线传感器网络(WSN)能量预测路由协议。引入蚁群算法思想,簇头节点通过多跳方式与基站节点进行通信。在计算蚂蚁选择下一跳的概率时,考虑节点可能的能量消耗,避免路径选择过于集中。仿真结果表明,该协议能降低簇头能量消耗,延长网络寿命。     

无线传感器网络BMAC协议的研究与改进

BMAC(Berkeley Media Access Control)基于CSMA的无线传感器网络(WSN)异步MAC协议,它采用了低能量侦听(Low Power Listening,LPL)和扩展前导技术实现低功耗通信。但是其长前导对信道的占用,使得相邻节点无法进行数据传输,极大降低了信道利用率。基于BMAC协议的运行机制提出了一种改进方案,该方案能够利用优化的邻居周期表和改进的带有间隙的前导载波帧序列技术结合,进一步缩短了前导载波,减小了网络能量损耗,增强了信道利用率,最终达到了节能的目的。NS-2仿真结果表明,改进后的协议在传输时延和网络能耗上均优于BMAC协议,实现了协议的高效性。     

SNMP＋＋开发包协议实现分析

随着互联网的快速发展,网络规模和数量将空前增大,网络的监控和管理将是一个挑战。简单网络管理协议是目前网络中应用最广泛的管理协议,SNMP＋＋是HP公司开发的一套用于SNMP编程的C＋＋开源库,提供了简单易用的接口,被广泛使用于网络管理的开发。在详细了解SNMP协议、编码规则和报文格式的基础上,详细分析SNMP＋＋中报文收发处理过程。在报文传输过程中使用I/O复用技术和超时重传机制,提高了效率和可靠性。通过对开发包的分析,可以更好地利用SNMP＋＋类库进行跨平台的移植和进一步的开发,满足新的网络管理需求。     

基于轮班工作机制的WSN多跳聚类协议

针对Leach协议能耗不均和能量利用率不高的缺陷,提出并实现了基于“轮班”工作机制的多跳聚类协议MCPS。该协议在考虑节点通信代价的同时综合了负载平衡和降低冗余数据的思想,有效地改进了Leach协议的不足,提升了网络性能。仿真实验表明,MCPS协议的网络生命周期、能量有效利用率均明显优于经典分簇协议Leach。     

基于CPK的融合网络密钥生成系统

分析WSN和Internet融合网络的密钥管理需求,设计一种基于组合公钥算法的融合网络密钥生成系统,阐述系统各模块功能,在VC++ 6.0上利用TOM高精度计算库实现基于标识的组合映射密钥的生成与封装。在该系统中,私钥以ID证书形式存储于节点,密钥管理中心以约50 KB的种子矩阵存储量实现了密钥的规模性分发,具有强扩展性。     

无线传感器网络LEACH路由协议的研究与改进

LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）是一种经典的WSN分层路由协议,它采取自适应分簇算法,一定程度上延长了网络生存期。然而LEACH路由协议的簇头随机产生,没有考虑节点的剩余能量,未达到簇头最优。LEACH簇头与基站直接通信,如果两者距离较远,则会带来较大的能量损耗。结合LEACH及LEACH现有的一些改进算法,提出了一种新的路由协议（Advance-Leach）。它综合考虑了节点的剩余能量和簇首节点数目,簇头和基站之间采用单跳和多跳结合策略,有效地降低了能耗,保证了网络负载的平衡。仿真结果表明：该协议的能耗、数据成功接收率等性能得到了有效提高,延长了节点和网络的生命周期。     

基于B／／s模式的智能用电服务系统设计与开发

针对智能电网下智能终端的应用,结合现有量测方法和计算机网络技术,提出了一种基于B／S模式的智能用电服务系统的实现方案。该系统以智能电表的应用为硬件基础,通过网络协议编程构建用电自动测量网络,并实现对用户用电数据的实时采集。软件则以2LAMP（Linux＋Apache＋MySQL＋PHP）为开发平台,综合利用AJAX（异步JavaScript和xML,AsynchronousJavaScriptandXML）以及实时数据库技术实现系统的整体设计。该用电智能服务系统以浏览器为用户终端,可以为用户提供综合耗电统计、在线用电付费、智能用电决策以及实时信息交流等便捷而多样化的服务入口,从而为实现用户智能用电提供有力支撑。