WSAN二次分簇架构模型中实时路由策略研究

为解决无线传感器／执行器网络受到干扰导致实时性降低的问题,提出基于节点间数据传输成功率的实时分簇路由协议（RCRPSR）。通过节点一次成簇、节点二次成簇、执行器节点到sink节点路由选择,选择数据传输成功率较高的路径传输数据,降低传输失败的概率,减少数据传输时延,提高网络实时性,同时使用二次分簇架构,划分了3层网络和3种不同功能的节点,使不同功能的节点采用不同的发射功率,在保证网络连通性的同时减少能量消耗,延长了网络寿命。仿真结果表明,在网络中数据传输成功率下降时,相比传统协议,采用RCRPSR协议传输时延降低2—5倍。     

基于长链树状无线传感器网络实现输电线路在线监测数据传输

为解决用于输电线路监测的长链树状ZigBee无线传感器网络中汇聚(Sink)节点附近的漏斗效应问题,提出一种基于地理位置的多Sink节点协作机制,采用多个邻近部署网络的Sink节点协作传输来解决网络瓶颈问题;在此基础上,采用信道调整以控制节点度的方法来解决因提升传感器节点发射功率所带来的节点间信道竞争激烈和数据传输时延大等问题。对所提出的方法进行了分析和实验仿真,结果证明该方法很好地解决了Sink节点的漏斗效应,并且获得了良好的实时性。     

一种高性能无线传感器网络节点的设计与实现

为了降低节点功耗和在发射功率不变的前提下增大其通信距离,在节点设计原则基础上,提出一系列解决方案来减少节点电路板不必要的能量损耗;选用巴伦匹配的传输线使得同等发射功率下节点通信距离增大.设计实现了一种基于处理器ATmega128L和射频芯片CC2420的低功耗、低成本和小型化的无线传感器网络节点.对该节点和MICAz节点进行性能测试实验,结果表明,该节点较MICAz节点功耗小、同等发射功率下通信距离远.     

基于位置信息的无线网络协作路由算法

网络生命周期是评价能量受限无线网络性能的重要指标之一,如何有效延长网络生命周期是影响该类无线网络实际应用的重要问题,优化发射功率或节约能耗是比较常见的解决方法之一。针对直接和协作2种传输链路,将协作通信技术与路由机制相结合,并基于节点的位置信息,提出一种最大化网络生命周期的协作路由算法。该算法在保证一定中断率的前提下,运用非线性规划方法求解最优发射功率,进而构建由节点发射能耗、接收能耗和剩余能量组成的权值代价公式。然后,基于Dijkstra’s最短路径,依据权值代价公式建立从源节点到目的节点的协作路由。仿真实验结果表明,该算法可以降低节点的发射功率,减少节点的能量消耗,从而有效的延长网络生命周期。     

基于节点-链路评估模型的移动物联网数据传输稳定算法

为解决移动物联网数据传输过程中存在的数据传输质量不高、网络传输带宽较低等不足,提出了基于节点-链路评估 模型的移动物联网数据传输稳定算法。 考虑节点移动特性,设计了一种新的基于节点-链路评估模型,实现数据传输过程的多 维度评估。 随后,根据节点-链路评估模型,提出了数据传输依序度、中继链路控制度、传输能量可控度 3 个指标;并通过匹配节 点的传输功率,设计了基于数据传输依序度的移动物联网链路稳定方法,采用泊松分布模型来构建基于中继链路控制度的节点 稳定方法,并通过预估节点受限性能,提出了基于传输能量可控度的节点失效态传输节能方案,分别从节点、链路、能量 3 个层 次优化了移动物联网数据传输性能,有效提高较网络传输的稳定性。 仿真实验表明,与基于似然估计补偿机制的移动无线传感 网数据控制同步传输算法和基于预发射-精度提升机制的 LTE-5G 数据传输算法相比,所提算法具有更低的网络拥塞水平和节 点受限概率,以及更高的网络传输带宽。     

智能电网家域网的鲁棒波束形成设计

智能电网的家域网环境中,各类智能设备与智能电能表进行双向的数据传输,构成一个多设备的异构网络,在智能电能表向各类设备进行下行链路数据传输过程中,干扰及噪声会造成发射功率提高及数据失配的问题。提出了一种基于半正定规划的下行链路波束形成算法,设计信干噪比约束下的最小发射功率波束矩阵,并对算法的鲁棒性能进行了研究,获得了满足约束条件的次优解。仿真试验结果验证了算法的有效性。     

基于关键节点备份的多路径可靠路由协议

为了提高无线传感器网络中数据传输的可靠性,设计了一种基于关键节点备份的多路径可靠路由协议（BK-MR-RP）.首先,采用侦听机制来获取邻居节点的路由信息,通过对链路质量和路径相关因子的综合评估选择一条或多条备用路径;其次,针对相关度较高的网络找出路径关键节点,采用节点备份技术对路径关键节点进行备份,以此提高数据传输的可靠性;最后,提出在数据包中添加多个附加位的方式来指示源节点选取的数据包发送的路径.仿真结果表明,随着网络中节点数目的增加,BK-MRRP协议使数据传输的成功率提高5％～10％,传输延迟降低10％ ～ 25％.     

基于ZigBee的集中供热数据采集系统的设计与实现

针对集中供热系统数据采集的特点,应用ZigBee无线通信数据传输网络技术,设计和实现了一种数据采集系统。对系统的组成结构以及无线传感器网络节点、数据传输网络（ZigBee）与数据中心（MCC）等模块的设计进行了介绍,并分析了系统实现的传输协议和应用特点。实际运行情况表明,系统具有传输速率高、省电可靠、时延短、费用低、网络容量大、通信节点易于配置等优点。     

智能电网可靠性需求约束下无线发射功率模型预测控制

在基于无线传感器网络(WSN)的智能电网数据采集与通信的应用中,通信可靠性是WSN的关键技术指标。提高发射功率会增加通信的信号强度和可靠性,但同时会导致节点间相互干扰增加。针对这一矛盾,基于自适应模型预测控制的方法,研究智能电网中WSN发射功率优化问题。依据无线通信链路路径损耗模型分析了影响智能电网无线通信信噪比的主要因素,并构建了系统状态空间模型;通过实时估计信噪比随机波动置信区间下界对系统期望信噪比给定进行补偿,并基于模型预测控制的算法,优化求解节点发射功率;最后,通过仿真软件将所提算法与自适应传输功率控制(ATPC)算法及势反馈控制(PFC)算法进行对比分析,并采用WSN硬件平台对算法进行测试。结果表明,所提出的自适应模型预测控制算法可以在保证智能电网无线通信可靠性条件下,降低由节点发射功率较大导致的相互干扰。     

无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。