无线传感网络中的存储节点配置

无线传感网络中的大多数应用均需要将无线传感节点收集的大量数据传输到基站以便进行数据处理或者存档,因而可以通过放置一定数目的存储节点来存储其临近节点发送的数据,如此可以减轻网络中的数据传输量,达到节能这个对于无线传感网络至关重要的目的.本文研究如何放置有限数目的存储节点,以使整个无线传感网络的能量消耗最小,这也就是存储节点配置问题.对存储节点配置问题进行规约,在这一过程中文章修正了已有算法在能量模型定义上的不足,证明无线传感网络中的存储节点配置为NP-hard问题;文章提出一个基于反向贪心策略的近似算法,并且证明了其最坏情况下的性能比为O(logn),其中n为网络中的传感节点数目.通过实验证明了这一算法的优良性能.     

基于RFID的传感器网络合作式充电和数据收集策略

能量限制是制约无线传感器网络发展的主要瓶颈之一,可充电无线传感器网络的出现对其发展起了巨大的作用.提出了一种基于RFID标签的无线传感器网络合作式无线充电和数据收集策略,根据通信方式的不同,具体提出了TBR和TDC两种方案,通过将网络中的节点进行分簇,并在单个簇内部署簇内移动读取器进行路径移动,对簇内的各个节点进行充电和数据收集;在簇间部署簇间移动读取器收集簇内读取器内的数据,并将数据传输给汇聚节点进行数据处理,通过分簇完成对节点充电和数据收集任务的分层处理.通过仿真验证,其结果表明合作式充电策略可应用在大型区域内部署的网络,并且保证所需的移动读取器数量最少,数据传输至汇聚节点的时延最短,TBR方案与TDC方案有效.     

串口无线互联的中继实现

设计了基于射频芯片nRF2401和微处理器LPC938为核心芯片的无线收发节点,通过RS-232与电脑相连,实现多台电脑之间数据的无线传输。该节点具有无线中继功能,能够进行多达二级的无线中继,极大提高了数据传送距离和避开障碍物的能力。实验表明：如果采用二级中继,数据传送距离由无中继时的10m提高到30m。     

无线传感器网络中的查询优化技术研究

对于无线传感器网络,用户需要通过查询网络中的感知数据来分析检测某个环境中的物理现象。和节点本地数据处理操作相比,数据通信消耗了网络的大部分能量。因此,如何优化查询以尽量减少数据通信量成为无线传感器网络中数据处理工作的核心技术之一。本文以两个典型的数据管理系统为例,探讨了传感器网络中查询优化的关键技术。     

基于GSM网络的体温实时监测诊断系统

对基于GSM网络的电子体温监测诊断系统系作了深入的研究,进行了实际应用系统设计。该系统能按设定的时间连续准确测量出患者体温,又能对该数据进行存储,并能通过无线传输系统或USB将数据传送到电脑,对数据处理存储。同时,该数据也可通过无线传输系统,传送到预设的手机上。     

一种WSN网关节点的设计与实现

无线传感器网络WSN是由分布在给定区域内大量无线传感器节点构成的一种新型信息获取系统,而无线传感器硬件节点的设计与实现是其应用的关键和基础工作.针对将无线传感器网络应用在青藏铁路沿线多年冻土区典型段进行地温、变形监测方面的特殊要求,设计了一种无线传感器网络系统,该网络由大量普通传感器节点、若干网关节点及一台计算机构成.无线传感器节点布撒在需要监测的区域内.将所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后,通过相邻节点接力的方式传送给网关节点.网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以有线的方式将数据传送给最终用户计算机.本文详细介绍了一种基于CC2431的网关节点以及基于C8051F320的USB接口的软硬件设计与实现.     

无约束插值的Monte Carlo无线传感器网络节点定位方法

为了提高无线传感器网络中节点定位精度,提出一种无约束插值的Monte Carlo无线传感器网络定位方法,该方法是在Monte Carlo定位方法的基础上,根据权值的改变进行无约束插值,来确定未知节点存在的位置.在不同的节点数和锚节点的个数下,对该方法进行了仿真,结果表明:该方法提高了节点的定位精度和定位覆盖率.     

无线传感器网络中基于滑动邻域的插值算法

由于节点部署不均匀,传感器网络存在覆盖漏洞即监测盲区,监测盲区影响被监测区域环境数据收集的精确性,给无线传感器网络各种应用带来了巨大困难.以往解决这一问题的主要手段之一是从覆盖率出发,部署新节点缩小监测盲区.但随着传感器网络的规模增大,这种依赖部署新节点达到全面覆盖监测环境的方法很难实现.另一种方法则是通过盲区邻域节点对盲区插值预测,评价盲区的数据.为此,提出一种新的滑动邻域插值盲区评价算法,该算法基于三角剖分技术,迭代筛选出与预测点空间相关性强的传感节点集,然后利用节点采样值对预测点进行估算,以获取插值点误差最小的估计值.实验结果表明,所提出的滑动邻域插值算法能有效估计监测盲区预测点的数据与缺失数据,具有可靠、稳定的估计性能,并可支持网内任意点的实时估计.     

多媒体传感器网络中基于两跳簇结构的图像传输方案

与传统无线传感器网络节点能量绝大部分消耗在无线收发上不同,无线多媒体传感器网络中数据处理与传输能耗具有“均匀“分布的特点.通过分析表明,传统无线传感器网络簇结构下的数据传输策略并不适合于无线多媒体传感器网络.因此提出了一种基于两跳簇结构的图像传输方案,通过增加中继节点负责图像的压缩编码和转发,在减小相机节点图像传输能耗的同时,大大缓解了相机节点和簇头的图像处理能耗压力.仿真结果表明,该图像传输方案极大的延长了网络的生命周期,非常适合于能量有限的无线多媒体传感器网络.     

无线传感器网络基于压缩感知数据处理算法研究

无线传感器网络中的分布式数据处理处理时,会出现数据压缩率低和数据相关性差的特点,在数据采集和处理中采用分布式压缩感知算法.对基础矩阵和观测矩阵的合理建立,在满足无线传感器网络数据传输的可靠性同时,充分考虑数据之间的相关性,大大降低数据的冗余度,减少了数据量的传输.实验结果表明,在满足信号数据可靠性的同时,有效的增加了信号的压缩比,减少了节点数据采集量.     

传感器网络及其数据管理的概念、问题与进展

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,能够协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,并对其进行处理,传送到这些信息的用户.传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,具有十分广阔的应用前景,引起了学术界和工业界的高度重视.介绍了传感器网络及其数据管理的概念和特点,探讨了传感器网络及其数据管理的研究问题,并综述了传感器网络及其数据管理的研究现状.     

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.     

无线传感器中数据管理技术的探讨

无线传感器网络是一门获取和处理信息的新兴技术,它以数据为中心,提供数据采集、处理和查询功能,其根本任务是准确获取物理世界的有价值信息。数据存储和数据查询是无线传感器网络研究中的重点和热点问题。本文探讨了无线传感器网络的数据存储与查询技术。     

基于物联网架构的仓库温湿度监控系统的设计

给出了基于物联网的体系结构模型,以温湿度传感器作为信息采集基点。利用Freescale单片机MC9S12XS128对温湿度传感器实时采集的数据进行处理,并通过NRF24L01无线模块将温湿度信息传送至上位机,最后通过上位机对温湿度进行实时监控。     

基于WSN的青藏铁路温度监测系统研究

无线传感器网络综合了传感技术、MEMS技术、无线通信技术和分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器,实时、全方位地监测被测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过自组织无线通信网络,以多跳中继方式将所感知信息传送到终端。利用无线传感器网络可以很好地实现对青藏铁路冻土区的无人实时监测和无线数据传输,可以对冻土区铁路工程进行长期、全面、系统的观测,确保青藏铁路安全运营,并对铁路长期运营、维修和养护提供科学依据。     

无线传感器网络的路由协议研究

无线传感器网络(WSNs)是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物,因其巨大的应用前景受到了越来越广泛的关注。介绍了WSNs的一些特点,指出传统路由协议不能有效应用于WSNs的路由协议;然后分类阐述了当前较为典型的路由协议,分析了它们的优缺点;对比分析了这些协议的特点;总结了路由协议设计应满足的要求、存在的挑战以及可能的研究方向。     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。     

无线传感器网络的路由协议研究

无线传感器网络（WSNs）是计算机、通信和传感器3项技术相结合的产物，因其巨大的应用前景受到了越来越广泛的关注。介绍了WSNs的一些特点，指出传统路由协议不能有效应用于WSNs的路由协议；然后分类阐述了当前较为典型的路由协议．分析了它们的优缺点；对比分析了这些协议的特点；总结了路由协议设计应满足的要求、存在的挑战以及可能的研究方向。     

Integration of sensing and computing in an intelligent decision support system for homeland security defense

We propose an intelligent decision support system based on sensor and computer networks that incorporates various component techniques for sensor deployment, data routing, distributed computing, and information fusion. The integrated system is deployed in a distributed environment composed of both wireless sensor networks for data collection and wired computer networks for data processing in support of homeland security defense. We present the system framework and formulate the analytical problems and develop approximate or exact solutions for the subtasks: (i) sensor deployment strategy based on a two-dimensional genetic algorithm to achieve maximum coverage with cost constraints; (ii) data routing scheme to achieve maximum signal strength with minimum path loss, high energy efficiency, and effective fault tolerance; (iii) network mapping method to assign computing modules to network nodes for high-performance distributed data processing; and (iv) binary decision fusion rule that derive threshold bounds to improve system hit rate and false alarm rate. These component solutions are implemented and evaluated through either experiments or simulations in various application scenarios. The extensive results demonstrate that these component solutions imbue the integrated system with the desirable and useful quality of intelligence in decision making.     

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。