水下传感器网络系统架构与体系结构研究

针对水下传感器网络的现实需求,构建了水下传感器网络的应用场景,提出了高密度水下三维传感器网络的全新概念。结合水下传感器网络的应用,基于陆上传感器网络的体系结构,设计了水下传感器网络的体系结构,对该体系结构各层的功能进行了深入分析。提出一种基于深度信息与能量均衡的水下路由协议,该协议利用节点的深度信息就可以完成数据的有效转发,节点间通信量极少;并设计了协议的算法,提出了空洞处理对策。     

基于无线传感器网络的应急气象观测系统设计

针对传统车载移动气象台在复杂地形中灵活性差和覆盖面积小的缺点,提出了一种基于无线传感器网络的应急气象观测系统。系统包括数据采集层和远程数据传输层,数据采集层实现了一种基于无线传感器网络的便携式气象观测节点,远程数据传输层实现了一种具有通用分组无线业务（GPRS）和北斗卫星通信模块的车载网关。测试结果表明：系统在应急气象观测中便于部署,可以有效扩大气象观测网络的覆盖面积,提高气象观测密度和精度,保证气象观测数据的稳定传输。     

基于Web services的WebGISVisA体系结构研究与实现*

针对目前网络地理信息系统体系结构难以实现Internet环境下的异构空间信息的互操作问题,深入分析其主要原因,在对现有网络地理信息系统的三层体系结构进行深入分析的基础上,提出一种基于Web services的网络地理信息系统体系结构(Web-based geographical information services visualization architecture,WebGISVisA).WebGISVisA体系结构通过Web services对各个地理信息系统组件进行包装,实现各个组件的跨平台操作,从技术上使得客户端和服务端达到了负载平衡,完成了WebGIS三维的虚拟现实,实现了在Internet下空间数据互操作和跨平台的功能,最大限度地达到数据共享.     

CPS体系结构设计

Cyber-Physical System(CPS)是基于网络和嵌入式系统等技术而发展起来的下一代智能系统。体系结构是CPS的骨架和灵魂。分析了CPS概念和特性,构建了CPS三层体系结构框架,分别为包含实体的物理层、将资源互联互通的网络层和为用户提供服务的应用层。并对各层进行了深入分析,给出了各层相关概念描述。通过智能交通系统体系结构实例证明了CPS三层体系结构框架符合CPS概念,能够反映CPS特性,能够指导未来CPS研究和系统开发。     

基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构

无线多媒体传感器网络（WMSNs）的网络服务质量（QoS）一直是人们关心的核心问题,然而目前WMSNs的QoS保障研究主要针对单个协议层或特定应用场景,缺少系统性的QoS体系框架研究。结合无线传感器网络自身特点,利用图论对网络进行建模。在此基础上,提出一种三层可计算QoS指标体系,并根据各种应用不同QoS需求将应用分为四类,设计出一种基于业务区分的无线多媒体传感器网络QoS体系结构（DQoSAW）。以传输MPEG视频流为例对DQoSAW进行验证,实验结果表明DQoSAW能够显著改进WMSNs的整体性能。     

面向服务的传感器网络应用体系结构研究

集成了传感器、微机电系统和网络三大技术而形成的传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,其广泛的应用前景受到学术界和工业界的高度重视。传感器网络和Internet之间的互联以及应用成为研究的重点。面向服务的传感器网络应用体系结构,将传感器网络应用的接口和交互作为一种网页服务进行封装,用户可以通过HTTP来查找、定位和唤醒这些服务。描述了该体系结构的实验环境,并与典型应用场景相结合,融合核心服务和辅助服务。     

无线传感器网络体系结构的优化研究

近年来,传感器技术和无线通信技术的飞速发展为无线传感器网络的研究和进步提供了强大的技术支持和动力保证．也促使其涌现出了多种各具特色的体系结构。根据无线传感器网络技术的现状和其面向应用的特殊性,本文先从两个角度（物理部署、功能结构）对WSN的概念体系结构模型及特点进行阐述。然后对现有WSN的两种体系结构（层次和Clustering）进行了分析。最后给出优化的WSN体系结构。     

一种传感器网络应用的面向服务体系结构*

为了解决传感器网络和Internet之间的互联以及应用问题,提出了面向服务的体系结构。该体系结构将传感器网络应用的接口和交互作为一种网页服务进行封装。这样用户可以通过HTTP来查找、定位和唤醒这些服务。将传感器网络按功能分为核心服务集合和辅助服务集合。通过应用层的接口来调用传感器网络的功能,为应用开发者提供一个统一的标准,不需要考虑底层的实现,加强了应用开发的通用性和开发速度。描述了该体系结构的实验环境,并与典型应用场景相结合,融合核心服务和辅助服务。研究显示,该体系结构可以促进传感器网络应用的快速发展,有着广阔的发展前景。     

无线传感器网络

无线传感器网络被誉为21世纪四大高新技术之一。文章对无线传感器网络与传统网络的区别、技术特点和体系结构进行了探讨,重点针对无线传感器网络的现有各层协议进行了分析比较,最后,针对无线传感器网络发展所需的关键技术,提出来来我们重点研究的几个亟待解决的技术问题。     

基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统设计

灾害性气象的频发不仅给人们的生活带来了极大的影响,而且还危及生态环境的稳定。为减小实测气象数据与真实数据样本之间误差,实现对灾害性气象观测数据的准确监测,设计基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统。设置温湿度传感器及防辐射罩,按照数据信息传输网络布局形式,将风速风向传感器、雨量传感器、太阳能控制器接入既定模块单元之中,完成监测系统的硬件设计。利用多源卫星遥感技术,定义多源影像空间,通过分解数字卫星图像的方式,确定监测极值点所处位置,并计算相似性度量指标的具体数值,完成基于多源卫星遥感的灾害性气象图像配准处理。根据上位机组网模型,完善WINSOCK控件的连接形式,实现监测系统的执行程序编制,联合相关传感器元件,完成基于多源卫星遥感的灾害性气象观测数据监测系统设计。实验结果表明,多源卫星遥感技术设计系统的湿度测量曲线、气压测量曲线、风速测量曲线与真实气象数据样本之间的误差值均未超过2%,能够准确监测灾害性气象观测数据。     

基于OSGi的传感器网络服务体系结构

为适应变化的应用环境,延长传感器网络的使用周期,提出基于OSGi的传感器网络服务体系结构。该体系结构能为各种电子 设备与外部应用提供服务,实现远程数据的交互与网关服务的远程管理。实验结果证明,该体系结构可提高传感器网络的开放性和互操 作性。     

软件定义无线传感器网络研究综述

无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）经过长时间的发展,技术上已经有了很大进步,并广泛应用于很多领域,但其仍存在一些技术难点,影响应用效果。软件定义网络（Software-Defined Network, SDN）是一种新的网络架构,它采用了数据平面与控制平面解耦的思路,提供了网络架构发展的新方向。为了提升WSN的技术有效性,SDN架构被引入到WSN领域中,形成了新的软件定义无线传感器网络（Software-Defined Wireless Sensor Networks, SDWSN）。在分析软件定义无线传感器网络现有研究成果的基础上,阐述了WSN及SDN的发展现状;结合目前的研究进展,综述了SDWSN可行的技术方案;探讨了SDWSN未来的研究方向及发展趋势。     

无线传感器在智能配电网中的通信网络设计

智能配电网可以有效地提高配电系统的供电质量、实现分布式电源的并网优化运行与配电设备的高效运转、完成与用户之间的有效互动。无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）具有建设成本低、快速自组网等特点,在智能配电网通信系统中具有广阔的应用前景。论文通过总结智能配电终端在配电网的分布特征以及WSN在电力系统中的应用现状,分析了WSN的网络结构及其在智能配电网中的应用特点,并以此为基础给出了智能配电网WSN的设计原则。根据该原则设计了智能配电网WSN的分层体系结构,包括终端采集网、汇聚网和信息接入网。智能配电网的通信系统通常由多种通信方式组成,本文给出了与其他通信方式联合组网的设计方案,该方案通过构建业务终端层、接入层、骨干层和配电主站层,可以有效地扩展智能配电通信网的通信范围,提高智能配电网的网络数据完整性。     

适用于大规模无线传感器网的流量优化系统设计

针对大规模无线传感器网络(WSN)流量随访问者数量增加而上升的问题,设计并实现了一种适用于构建大型WSN并降低系统流量的应用系统框架。系统采用IPv6和低功耗无线个域网的IPv6技术(6LoWPAN)搭建大规模WSN,使用消息队列遥测传输(MQTT)协议和针对WSN设计的消息队列遥测传输(MQTT-SN)协议在应用层搭建了连接WSN和传统互联网的发布/订阅结构。实验结果显示,当系统中存在5个传感器节点时,与受限应用协议(CoAP)构建的WSN应用系统相比,提出的系统框架的数据流量仅为前者的18%左右。这表明该系统框架可有效地控制访问者增加对WSN流量造成的影响。     

无线传感器网络标识解析的系统设计

无线传感器网络WSN技术的不断发展及其应用范围的不断扩大暴露了WSN以数据为中心的局限性。因此,通过为传感节点分配身份标识符,用于在全球范围内唯一标识该节点,并使节点在WSN中的身份得以确认,以满足应用和管理的需求,显得尤为重要。首先提出了一种无线传感器网络标识解析的整体架构,并通过对网关硬件设计与整个系统的软件设计,完成了传感节点身份标识符与其在WSN内部通信地址的相互映射,进而实现了对传感节点应用属性的追溯与管理。最后,通过在智能家居环境中的应用对该系统的有效性进行了验证。     

An inter-PAN mobility support scheme for IP-based wireless sensor networks and its applications

Mobility support for Wireless Sensor Networks (WSN) can significantly extend the use of WSN in many fields, such as industrial control, healthcare and smart home. And high-efficiency mobility support schemes are essential for WSN because this is a typical energy constrained network. This paper proposes a LoW cost inter-PAN Mobility Support Scheme (LoWMS) for IPv6 based WSN, which follows the network based idea. The scheme aims at reducing signaling cost when sensor nodes move between two Personal Area Networks. In order to realize it, the handoff related control messages are designed to transmit in link layer, and resolution for ping-pong handoff is also given. Simulation results show the novel scheme efficiently reduces the amount of handoff messages, which is benefit for energy saving of WSN. At the end of the paper, we illustrate two possible application scenarios which could be beneficial from LoWMS, one is healthcare system, and another is logistics and storage.     

无线传感器网络中信道接入分簇算法的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛应用于恶劣环境和军事领域中。其中针对如何延长传感器网络的生存周期,降低传感节点的能量消耗成为研究的重点问题。文章通过分析无线传感器网络的特点和分簇算法的优点,提出新的基于信道接入分簇算法的路由解决方案,通过与已有的基于信道接入分簇算法的比较,新的分簇算法能够大大降低系统的能耗和复杂度,延长网络的寿命。最后,利用OPNET网络仿真工具给出相关的仿真结果。     

基于MSP430的WSN双向链路设计

介绍基于MSP430单片机实现的无线传感器网络的硬件组成,分析传感器网络的传统应用形式。在特殊应用场景中的传感器节点之间需要进行信息的交互,以树型结构为基础设计基于建立双向链路的组网协议和网络维护协议。通过编程实现,定性地验证了双向链路的建立。     

大规模无线传感器网络仿真节点随机部署分析

无线传感器网络具有密集型、随机分布的特点.大规模节点部署的无线传感器网络给实际应用和科研工作带来困扰,甚至无法完成.文章基于OPNET平台,在仿真无线传感器节点和应用层进程模型的基础上,采取接收信号强度指示测距定位技术控制节点传输距离,在一个相对较小的空间区域部署大量节点.仿真模型运行后,分析了网络应用层若干性能,包括网络传输半径、传输半径与能量消耗关系、网络延时和吞吐量,验证了网络拓扑结构的收敛性和合理性.根据多路衰减模型,综合考虑数据分组传输距离与能量消耗之间的平衡,计算出节点传输半径与最大传输半径及最小传输半径的数值关系.     

无线传感器网络中能量保护策略的研究

无线传感器网络是一组带有无线收发装置的传感器节点组成的临时性的网络自治系统，由于无线传感器网络的节点是用有限寿命的电池来提供的，因此能量保护策略成为该网络所有协议层的关键问题。从节点级、链路级和网络级3个层次总结和评估了适用于无线传感器网络的能量保护策略；在网络层提出了基于信道接入分簇算法的路由协议，并简述了该算法的主要实现过程；通过OPNET仿真给出相关结果。