基于ZigBee的煤矿瓦斯监测无线传感器网络节点设计

针对现有煤矿瓦斯监测系统采用有线通信方式存在的弊端,本文将ZigBee技术和无线传感器网络技术应用于煤矿瓦斯监测系统中,构建井下瓦斯无线监测系统,设计了一种基于MSP430F149单片机和CC2420射频芯片的瓦斯监测无线传感器网络节点.该节点与上层通信网络、监控中心结合可实现瓦斯浓度的远程实时监测和报警、井下人员的定位等功能.     

一种改进无线传感器网络的环境监测系统设计

为了解决环境监测中远程采集数据的实时传输和对监测数据进行管理分析的问题,设计了一种基于无线传感器网络的远程环境监测系统,通过GPRS技术实现了监测中心与监测终端之间的实时命令控制及数据传输,系统采用了移动汇聚节点的方法,解决节点能量更换频繁且容易产生的“能量空洞”问题,系统测试表明,基于移动汇聚节点的环境监测系统能够延长网络的生命周期,确保各个节点的能量消耗均衡,并且网络整体数据包丢失率和时延与固定汇聚节点的监测系统接近,实现了远程监控数据的实时传输。     

基于ZigBee的无线信号采集传输系统的研究

设计了一种主要用于矿井瓦斯气体浓度监测的数据采集与无线传输系统.此系统利用CC2430无线收发模块实现数据的采集和传输的无线化,现场的终端节点和路由节点采集数据并通过逐级跳转的方式把数据传送到协调器,协调器通过RS232串行口与PC机进行通信,以实现对设备的无线智能监控.     

WLAN中影响无线网络QoS的因素的分析

通过对无线网络的规模、无线节点的移动、无线节点与AP的距离等数据的设定来分析无线网络的性能，从而找出一些影响无线网络QoS的因素。比较无线节点与AP的距离和无线节点的移动速率这两个因素，可以发现无线节点的移动和移动速率对WLAN MAC Delay和Media Access Delay参数的影响要大于无线节点与AP的距离对这些参数的影响。     

基于CC2431芯片的电子巡检系统的设计

为了更好的管理和监测楼宇中巡检人员的职守情况,采用位置已知的固定信标对移动的目标节点的接收信号强度(RSSI)进行查表定位,并用与IEEE802.15.4、ZigBee软件相兼容的无线单片机CC2430芯片作参考节点和CC2431芯片作移动节点,作为巡检人员定位系统无线网络节点设计的核心器件。文中也对CC2430芯片本身的应用方法及特点进行了详细的介绍,并且组成无线传感器网络,构建巡检人员定位系统的设计方案,实验结果表明其具有良好的应用前景。     

混合传感器网络在WSN栅栏覆盖的优化研究

在混合无线传感器网络覆盖研究中,移动传感器节点的再定位是栅栏覆盖中的一项重要研究.针对无移动能力的固定节点无法形成有效的栅栏覆盖网络、添加移动节点方法复杂、栅栏长度过长等缺点,为提高修复栅栏覆盖漏洞效率,提出一种由混合无线传感器网络部署的栅栏覆盖.首先通过固定节点形成的Voronoi图判断栅栏的覆盖漏洞,再利用改进的蚁群算法控制移动节点,根据delaunay三角网最短边的搜索策略进行部署,从而形成完整的1-栅栏覆盖.matlab软件仿真分析结果表明:在Delaunay-ACO(D-ACO)算法指导下,实现了移动传感器节点部署过程更简便,优化了混合传感器网络的1-栅栏覆盖策略,能够有效侦测入侵目标,获得更好的栅栏覆盖效果.     

蜂窝和WLAN在未来无线移动网络中的结合

针对蜂窝网络和无线局域网存在的通信传输质量不稳定和通信系统的覆盖与移动性有限的缺点,通过将二者结合,提出了一种分级多跳蜂窝网络的未来无线网络结构.它包括多个多跳小区,通过重叠的小区网络对多跳小区的调整来达到整个网络中的最优负载均衡.利用固定节点的放置和无线协议开销的减少来提高性能.分级多跳蜂窝网络将成为未来移动无线网络发展的方向.     

基于无线传感器网络的三维可视化矿井瓦斯监测系统研究

利用无线传感器网络进行矿井瓦斯浓度参数的采集,将这些数据通过汇聚节点融合后传输到瓦斯监测系统服务器存储,并在三维空间的查询状态下实时、同步显示于客户端。被监测巷道内的瓦斯浓度参数超限时,声光双重方式报警并直观显示报警区域,并提供紧急状态下的应急预案信息。系统为瓦斯灾害的预警和预控给出了强有力的技术支持,为煤炭企业瓦斯事故的预防提供借鉴。     

6LoWPAN无线传感器网络无缝移动切换方案

提出了6LoWPAN无线传感器网络无缝移动切换(SMH)方案,移动切换控制信息在一跳范围内交互,并通过IPv6接入节点树网络结构自动实现路由,降低了移动切换代价,缩短了移动切换延迟。该方案提出了无线传感器节点的IPv6地址的分层结构,有效地缩短了地址长度,降低了传输功耗;移动传感器节点无须转交地址,即无须进行移动传感器节点家乡地址与转交地址的绑定操作,降低了移动切换代价,缩短了移动切换延迟。从理论和仿真两个角度对MIPv6、Inter-MARIO及SMH的移动切换代价和移动切换延迟等性能参数进行了分析比较。分析结果表明,SMH的移动切换代价更小,移动切换延迟更短。     

基于多移动节点的高效数据收集协议

为延长无线传感器网络的生存周期,给出一种基于多移动节点的高效数据收集协议。划分网络为面积相等的若干子域,将传感器节点依其地理位置信息加入相应子域。根据节点的死亡率和节点间的位置关系,移动节点自适应地移动至受控区域的空洞处。网络采用分簇机制,固定汇点和移动汇点并存。移动汇点的轨迹和运动状态由传感器的覆盖率决定,簇头收集簇内的兴趣事件并发送至距离自己跳数最小的汇点。在600 m×600m区域内随机播撒400个节点,结果显示,与低功耗自适应集簇分层型协议相比较,所给协议的网络剩余节点可增加21.25%,网络剩余能量可提升16.42%,获取信息量可提高20.8%。     

机会传感网络移动节点连通度的影响因素

针对机会传感网络基于节点移动实现网络通信的特点,考虑到影响移动节点连通度的因素,提出了机会传感网络的移动节点连通度模型,实现了对移动节点连通度的刻画.在区域划分的机会传感网络中,分析了移动节点时间序列特征因子,得到与特征因子相关的影响移动节点连通度的因素.利用一元回归得到影响因素与时延的关系,通过回归组合分析得到移动节点的连通度模型.仿真结果表明,该模型能够反映机会传感网络移动节点的连通度.     

人体运动传感数据的无线采集方案设计

提出运用无线传感网络的方法实现人体运动传感数据的采集.该系统包含传感节点、簇首节点和汇聚节点.采用分层分簇的组网形式,传感节点通过无线的形式自适应地连接到某个簇首节点.每个簇首节点采用分时的形式组织各自的传感节点,并进行数据融合,转发到汇聚节点,汇聚节点通过USB接口把数据传到上位PC机.针对该方案的特点,对传感节点和簇首节点之间的无线传感器网络设计了一套协议,主要包含节点间的时间同步机制和节点申请入网竞争的时延退避机制.实验结果表明,该协议具有数据通信可靠性高、丢包率低的优点.     

移动锚节点辅助的DV-hop定位方法研究

该文简要分析了DV-hop算法的定位原理,在分析锚节点比例、节点部署密度对该算法定位精度影响的情况下,针对稀疏的随机无线传感器网络引入移动锚节点。移动锚节点使用一种在自组织网络中经常用到的移动模型。仿真结果表明,改进的M-A-DV-hop算法很大程度地降低了硬件成本,并显著提高了算法在稀疏随机传感网中的定位精度。     

基于Zigbee的粮仓温湿度监测系统设计

针对采用RS-485或CAN总线等有线传输方式的传统粮仓监测系统存在布线复杂,成本高,故障率高并难以维护等问题,设计了一种基于Zigbee的粮仓温湿度监测系统.粮库中的监测网络主要由Zigbee传感节点和汇聚节点两大部分组成,其中传感节点是由CC2430结合温湿度传感器SHT11构成.汇聚节点负责接收传感器节点传来的数据,然后由CC2430处理,再通过RS232串口送至监控中心PC机,从而实现温湿度数据的采集、显示和存储.     

能够克服局部NLOS影响的自主移动节点定位方法

针对非视距(NLOS)对无线传感器网络节点定位的影响,提出一种适用于非视距影响严重的低速自主移动节点的定位方法. 利用自主移动节点的速度和方向2个运动信息实现节点的初步定位,再利用未受非视距影响的信标节点发送的精确坐标与超声波测距信息经过比例运算得到精确的移动节点位置信息.仿真结果表明,该方法能够克服局部的非视距影响,具有定位精度高、计算工作量少等特点,适用于具有运动感知能力和硬件资源有限的低速移动节点定位．     

Design and performance analysis of wireless sensor network location node system for underground mine

Aiming at the application of a wireless sensor network to locating miners in underground mine, we design a wireless sensor network location node system, considering the communication performance and the intrinsic safety. The location node sys-tem consists of a mobile node, several fixed nodes, and a sink node, all of whose circuits were designed based on CC2430. A varis-tor and a RC circuit were used in the reset circuit of a sensor node to guarantee the intrinsic safety by reducing discharge energy, the theoretical analysis of the discharge energy shows that the reset circuit is an intrinsic safety one. The analysis and simulation about the performance of the location node system are discussed, such as network communication delay and packet loss rate, the results show that the highest network communication delay of the system is about 0.11 seconds, and the highest packet loss rate is about 0.13, which assures the location node system has a high reliability, and can locate miners in the underground mine,     

移动感知网的快速自展开算法

讨论了移动感知网中的节点自展开问题,基于人工势场法,利用每个节点与其邻居节点之间的虚拟排斥力作用．提出了一种移动感知节点的自展开算法．仿真实验表明,该算法能使节点快速扩展到整个感知区域,同时每个节点所移动的路径很短．     

基于SMAC的传感器网络MAC协议移动性支持研究

通过理论分析及大量的仿真实验验证,深入研究了采用低占空比技术的SMAC协议在移动应用中出现的问题,指出SMAC协议受移动性影响的主要原因是移动节点不能及时地和调度不同的节点实现同步,并总结了SMAC的调度同步机制不适应移动性的具体表现,提出了基于改进SMAC协议调度同步机制以实现其对移动性支持的方法。     

UWSNs节点运动模型及预测定位

为提高水下无线传感器网络(UWSNs)中动态节点的定位精度,降低通信能耗,提出采用节点的运动模型实现预测定位.考虑到近海监控网络中,潮汐运动是海水运动的主要成因,以粗略的近海潮汐运动模型为基础,以高斯径向基函数作为空间基函数构造节点的运动模型;利用K-medoids方法对模型中的高斯径向基函数中心进行聚类优化;提出了采用扩展卡尔曼滤波的方法实现模型系数的估计.考虑到普通节点与锚节点运动的空间相关性,设计了与到锚节点的距离相关的权重系数,以锚节点的运动模型系数估计普通节点运动模型中的系数,进而完成自身定位.对东经117.25°—132.2°,北纬24°—43.45°海域UWSNs的节点定位性能进行仿真分析,结果表明:所提出的节点预测定位方法的定位性能较高,定位覆盖度和定位精度高于SLMP方法和MP-PSO方法,平均通信能耗低于SLMP方法和MP-PSO方法.所提出的节点预测定位方法适用于大规模水下动态无线传感器网络定位.     

MASC: 一种基于移动辅助节点的Sweep Coverage机制

为了改进Sweep Coverage机制的性能,引入了移动辅助节点来辅助数据传输,并在此基础上提出了一种两层结构的Sweep Coverage机制（Mobile-assisted Sweep Coverage,MASC）。MASC首先将POI分配给移动传感器节点完成数据采集,然后通过移动辅助节点来实现移动传感器节点和汇聚节点间数据的中继。仿真结果表明,在相同的网络场景下,提出的MASC机制较以往的覆盖机制取得更好的性能表现。