一种工业环境检测无线传感网络的设计

文章设计了一种用于工业环境检测的无线传感网络。根据指标要求,选用了星型无线传感网络结构,它由一个主控机来控制网络运行。文章对网络中的节点和主机硬件设计进行了详细的介绍。最后搭建了工业环境检测的无线传感器测试网络进行了实际测试。测试结果表明:该无线传感网络实现了所有任务要求,能实现对外界环境的监控和对外界信息的集中收集并处理。     

使用无线局域网(ZigBee)的测量参数传输方法

针对外场设备测试环境的特殊性和实时性要求,对设备间的信号采集与传输,提出了一种结合无线传输技术和机敏传感网络技术的高精度多参数测量方法.重点阐述了无线传感嚣网络(ZigBee)拓扑结构协议设计思想,利用边界节点作为路由器起到簇与簇间的中继作用,实现簇间通信;以温度测量为例,给出了传感节点的设计方案,利用巴伦电路实现传感...     

无线传感网络安全防护路径激光追踪方法

为了提高无线传感网络安全防护能力,需要进行网络安全防护路径设计,提出基于联合节点行为覆盖的无线传感网络安全防护路径激光追踪方法。构建无线传感网络安全防护路径的覆盖关系模型,根据传感器节点与目标节点从属关系进行无线传感网络安全防护的路径空间规划设计,采用最短路径寻优方法进行无线传感网络安全防护路径的激光控制,采用激光扫描和空间识别方法进行无线传感网络安全防护路径的联合节点路径寻优,在最优覆盖集下实现无线传感网络安全防护路径激光追踪识别。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感网络安全防护路径激光追踪的拟合度较高,无线传感网络的负载均衡性和鲁棒性均有提升。     

无线传感网络的改进嵌入式节点定位系统设计

由于传感器中定位节点成本相对较高且系统繁杂,易导致节点自我定位功能的误差甚至失效等问题。为了更好地对无线传感网络系统进行设计,以实现高精度定位的系统设计为目标,主要对无线传感网络系统的软件部分进行改进。结合嵌入式节点定位系统进行创新和优化,建立了一种嵌入式无线传感网络控制节点定位系统。从而提高定位系统运行的可靠性、准确性和灵活性,以便使系统能够更好地适用于不同的应用检测定位环境。为验证系统的有效性进行仿真实验,实验结果证明,该方法可有效提高无线传感网络技术定位的精准性和可靠性,有效弥补了传统定位系统中存在的不足,具有更高的参考和实用价值。     

基于嵌入式的无线传感测试网络节点设计

无线传感网络不需要建设网络,可以大量快速布置,具有成本低的特点。在一些特殊的场合下,可以替代传统的有线测试网络。无线传感网络一般用于数据量较少场合,无法胜任需要较高的传输速率的场合。文中分析了影响无线传感网络使用的主要因素,通过选取混合网的网络拓扑结构,采用嵌人式微控制器LPC2129与单片收发射频芯片nRF241．01构建无线传感网络测试节点,提高了节点处理能力,同时功耗较低能够保证节点工作较长的时间,满足在一定时间内大量数据的传输要求。经过现场实测,节点设计满足设计要求。     

智能车辆检测仪网络地磁传感节点低功耗设计

为对地磁传感节点进行低功耗设计,采用动态功率管理的方法减少地磁传感节点各部分电路的功耗,另一方面,尽量减少无线传输单元的接收时间来降低地磁传感节点进行数据传输时的功耗.对这两种降低功耗的方法进行了实验对比验证,实验表明,本文设计的地磁传感节点功耗降低了80％,有效降低了传感网络节点的功耗.     

基于USB的无线传感网数据汇集存储节点设计

为提高无线传感网络系统的备份和容灾能力,基于USB 2.0设计了一种用于无线传感器网络的数据汇集存储节点。以USB控制器芯片CY7C68013A为核心,利用Zig Bee数据传输模块采集应用场合的实际数据,将感知数据存储到大容量存储单元,实现无线数据在汇聚节点中的存储。以文件系统格式管理数据,提高数据可视化程度,方便进一步处理。测试结果表明,该系统数据采集稳定,显示良好,具有较好的实际应用价值。     

无线传感网络节点软件高效远程更新方法设计

以MSP430F149单片机为例,针对无线传感网络中节点软件维护与更新成本较高的难题,设计了一种无线传感网络节点软件远程更新方法。通过程序文件差异比较、变格式传输和数据压缩提高了远程更新效率,通过程序冗余存储和强制更新提高了远程更新的可靠性。经过高速铁路现场应用情况表明,该方法可显著降低节点维护更新成本、远程更新稳定可靠,适于推广。     

基于拨备满足模型的无线传感网节点覆盖算法

针对无线传感网预覆盖过程中存在覆盖盲区以及数据频繁重传而导致的节点覆盖抑制现象,提出了一种基于拨备满足模型的无线传感网网络覆盖算法。设计一种新的无线传感网节点覆盖模型,并构建覆盖指数、覆盖强度、覆盖均衡评估系数等评估维度,快速评估节点覆盖质量。再计算覆盖均衡评估系数,并采用拨备模型优化覆盖质量,确定覆盖性能优越的备用工作节点。随后,基于覆盖相似性原则评估工作节点覆盖性能,设计了节点首次覆盖评估方法,按节点移动路径依次评估覆盖指数统计均值,并根据目标节点进入覆盖区域的先后,逐次激活性能最佳的工作节点进行监测。仿真实验表明：与当前无线传感网常数节点覆盖方案相比,所提方案具有更高的网络覆盖率、更短的覆盖启动时间和更少的工作节点数目。     

基于CC2530的无线传感器节点的设计及性能分析

针对人力成本较高的现状和传统的有线监测系统布线繁杂、监测灵活性差及以往无线传感器节点能耗较高等问题,介绍了一种新型的无线传感器节点的结构和工作性能。综合利用太阳能供电技术、传感技术和无线通信技术,设计了一种依靠太阳能自主供电的无线传感器节点,有效解决了传感节点能耗的问题。经测试,人机交互操作简单,节点可靠性高,可以满足环境参数采集和监测工作的要求。     

Energy-efficient digital and wireless IC design for wireless smart sensing

Wireless smart sensing is now widely used in various applications such as health monitoring and structural monitoring. In conventional wireless sensor nodes, significant power is consumed in wirelessly transmitting the raw data. Smart sensing adds local intelligence to the sensor node and reduces the amount of wireless data transmission via on-node digital signal processing. While the total power consumption is reduced compared to conventional wireless sensing, the power consumption of the digital processing becomes as dominant as wireless data transmission. This paper reviews the state-of-the-art energy-efficient digital and wireless IC design techniques for reducing the power consumption of the wireless smart sensor node to prolong battery life and enable self-powered applications.     

A Distributed Secure Data Collection Scheme via Chaotic Compressed Sensing in Wireless Sensor Networks

Motivated by chaos technology and compressed sensing, we propose a distributed secure data collection scheme via chaotic compressed sensing in wireless sensor networks. The chaotic compressed sensing is applied to the encrypted compression of sensory data for sensor node and the data acquisition for whole sensory in wireless sensor networks. The proposed scheme is suitable for long-term and large scale wireless sensor networks with energy efficiency, network lifetime and security. A sensing matrix generation algorithm and active node matrix algorithm based on chaos sequence are proposed to ensure the secure and efficient transmission of sensor packets. The secret key crack, forgery, hijack jamming and replay attacks on the proposed algorithm are evaluated to show the robustness of this scheme. Simulations and real data examples are also given to show that the proposed scheme can ensure the secure data acquisition in wireless sensor networks efficiently.     

环境智能传感系统研制

针对农业温室环境数据采集及远程应用的需求,提出了一种用于温室环境监控的智能无线传感系统,避免了传统温室环境有线监控安装和维护的繁琐,拓展了温室环境监控的应用范围。系统传感节点以MCU51为主控芯片,通过光强、温湿度及二氧化碳浓度传感器实时采集环境参数,采集的参数通过ZigBee网络传到系统的ZigBee-WiFi无线网关,网关将数据转发到上位机PC中,环境参数可以在Internet上得到应用,系统可实现温室环境的远程监控。     

基于压电振动能量采集器的无线监测传感节点

环境振动状况监测对设备的安全运营至关重要。通过压电振动能量采集器可实现对环境振动信息的感知,再经过智能信息处理方法无线监测设施的安全运营状态。将无线传感与深度学习相结合,在充分研究压电振动能量采集器输出信号特征的基础上,提出了优化的卷积神经网络模型,用于识别环境异常振动模式,并设计实现了智能感知无线监测传感节点。系统工作时,节点可监测环境振动、温度信息并报警异常事件。测试结果表明, 该传感节点在无线传输距离超过100 m 的情况下,实现了环境振动事件的实时监测,报警时间小于5 s,环境振动模式识别准确率可达95．7%,监测环境温度状况并准确报警异常燃烧事件的时间小于3．7 s。该节点在野外目标监测等场合有广泛的应用前景。     

基于DSP和双目视觉的多媒体传感器网络节点设计与实现

针对无线传感器网络对于多媒体信息获取的实际需求,以高性能DSP处理器为核心,结合ZigBee无线通信,设计实现了新型多媒体无线传感器节点。借助DSP的强大运算能力和外设接口,在多媒体节点上配置了双目摄像机、加速度计等传感器,实现了环境信息和图像数据的实时感知与获取,并依托ZigBee协议形成了室内环境短距无线通信与监测能力。实验结果表明,所设计的多媒体传感器节点能够准确、实时地进行综合感知数据的获取与处理,满足无线多媒体传感器网络的应用需求。     

基于中继的协作频谱感知

频谱感知技术是认知无线电系统实现的前提和基础。由于无线衰落环境下单节点频谱感知结果可靠性不高,主要讨论协作频谱感知中的中继协作频谱感知技术。针对单个中继节点的协作频谱感知网络,分析了在AF协议下的频谱感知结果。导出了在瑞利衰落环境下中继节点参与协作感知的检测概率上限的闭合表达式,并进行了数值仿真。数值分析结果表明中继节点参与协作能够提高频谱感知性能。     

无线感知通信一体化关键技术分析

无线感知通信一体化是基于软硬件资源共享或信息共享实现感知与通信功能协同的新型信息处理技术,是6G热点技术之一。在讨论传统无线感知技术方式基础上,重点分析资源一体化、功能一体化和资源功能一体化3种无线感知通信一体化技术模式,并简要阐述了3种技术场景。围绕设备形态和作用距离等关键要素,对不同频段中一体化方案可行性进行了简要分析,并给出了统一的收发机结构设计思路。最后,针对智能体交互场景需求介绍了一体化应用思路。     

Location and calculation-free node-scheduling schemes in large wireless sensor networks

In wireless sensor networks that consist of a large number of low-power, short-lived, unreliable sensors, one of the main design challenges is to obtain long system lifetime without sacrificing system original performance (sensing coverage and sensing reliability). To solve this problem, one of the potential approaches is to identify redundant nodes at the sensing interface and then assign them an off-duty operation mode that has lower energy consumption than the normal on-duty mode. In our previous work [J. Wireless Commun. Mobile Comput. 3 (2003) 271; Processing of ACM Wireless Sensor Network and Application Workshop 2002, September 2002], we proposed a node-scheduling scheme, which can provide a 100% sensing coverage preservation capability. This, however, requires each node to be aware of its own and its neighbors’ location information. Also, in that scheme, each node has to do accurate geometrical calculation to determine whether to take an off-duty status. In this paper, we propose and study several alternative node-scheduling schemes, which cannot completely preserve the original system coverage, but are nonetheless light-weighted and flexible compared with the previous one. Our simulation results compare these schemes with the previous one and demonstrate their effectiveness.     

基于感知距离调节的无线传感器网络节能区域覆盖

传感器节点能够感知的物理世界的最远距离称为节点的感知距离。该文研究了基于节点感知距离调节的无线传感器网络节能区域覆盖方案,该方案通过设定合理的节点感知距离,使得传感器网络在满足区域覆盖要求的同时,能量消耗最低。首先将区域覆盖性能和网络能量消耗模化成网络节点感知距离的函数,然后将节能覆盖问题模化成带约束条件的优化问题,最后给出了基于网络区域划分的优化模型求解方法。仿真结果表明,与传统覆盖方案比较,所提方案在满足覆盖要求的同时,有效降低了网络能量消耗。