无线传感器网络在矿井监测中的应用

本文在分析使用有线传输方式对矿井进行监测所存在的固有缺陷的基础上,提出了利用无线传感器网络监测矿井物理环境的具体方案。文中研究了无线传感器网络在矿井监测中的系统结构及传感器网络节点的硬件结构：在软件设计方面,分析了网络节点获取传感器数据的具体编程实现,同时对节点的定位技术也作了详细介绍。     

便携式蓄电池技术参数监测系统的设计

介绍了基于无线传感器网络的蓄电池检测系统设计,讨论了系统作为无线传感器网络的终端节点的应用特点。对系统的软硬件设计给出了详细的介绍。系统性能稳定且鲁棒性能高,能够准确检测出蓄电池的性能状态,可实现多组蓄电池同时检测,提高了系统的检测效率,有效降低了系统的功耗,满足蓄电池生产需求。     

无线传感器网络节点的系统设计

节点的系统设计技术是组建无线传感器网络的关键技术之一.本文研究了无线传感器网络节点的系统设计与实现方法.根据无线传感器网络的特点提出了节点系统设计的重要指标,并根据这些指标进行系统结构设计和硬件选型.分别阐述了节点板和传感器板的硬件设计,并详细讨论了基于ATmega128L和CC1000的通信电路设计和控制软件结构.最后给出了I/O扩展接口的设计.     

基于CC2430的配电网无线监测网络节点设计

为研究适应配电网发展需求的监测网络,提出采用集成了ZigBee射频(RF)前端、内存和微控制器的单芯片CC2430进行无线传感器网络节点的硬件设计,并基于μC/OSⅡ嵌入式操作系统和CC2430芯片内置的ZigBee协议栈进行软件设计,实现数据采集处理和无线通信等功能。无线传感器网络节点包括传感器节点和汇聚节点,通过同一款芯片CC2430来实现,在具体的设计过程中,针对不同的功能,传感器节点和汇聚节点在硬件和软件设计上有不同的侧重。本设计具有成本低、性能好和可靠性高的优点,可适应配电网无线监测的要求。     

采用无线传感器网络的分布式母线保护

提出了将无线传感器网络(wireless sensor network,WSN)应用于分布式母线保护的新理念,并针对无线传感器网络的特点,提出了采用比较行波方向作为分布式母线保护的故障判别原理,对于单母线、双母线运行方式分别设计了无线传感器网络的拓扑结构以及数据融合的处理算法,以具体的母线保护为例,评估了无线传感器网络的性能,并就实用化过程中数据传输的可靠性以及与现有电力网络的互联进行了探讨.通过仿真分析证明了无线传感器网络能够满足分布式母线保护的要求.     

ZigBee网络性能测试系统研究

随着基于ZigBee的无线传感器网络的应用不断涌现,无线网络呈现节点多、传输数据量大、部署区域广的特点,对网络能力的技术研究和传输规范标准提出了新的要求,然而针对ZigBee网络性能和路由协议测试研究比较少。为评价基于802.15.4的ZigBee网络的性能,设计并搭建了一种ZigBee无线网络综合测试平台,基于ARM处理器开发了ZigBee网络性能测试装置,给出了测试装置的软硬件设计,通过测试获得网络的速率、时延、丢包率等性能指标,测试结果表明系统能够有效的实现网络性能测试,为改善和优化ZigBee网络的应用,确保网络稳定运行提供了有力的证据。     

多基站可充电无线传感器网络建模及优化研究

研究问题为引入无线能量补给设备后,多基站无线传感器网络的跨层优化问题。以设计无线传感器网络中的数据路由、传感器节点的功率控制及无线能量补给设备的工作策略为研究目标,通过提出无线传感器网络中传感器节点活跃度的概念,分析无线传感器网络物理层与网络层需要满足的约束条件,结合无线能量补给设备需要满足的约束条件,提出可充电无线传感器动态网络跨层优化问题,并将其转化为易于求解的线性规划问题。根据求得的最优解获得无线传感器网络中传感器节点动态且周期的数据路由及功率控制策略,并得到无线能量补给设备周期性工作策略,且无线能量补给设备驻站时间比较之前研究成果提升在100%以上。     

一种无线传感器网络ZigBee通信平台的设计

本文简述了无线传感器网络的概念、体系结构及适用于无线传感器网络、自动控制领域的无线通信协议ZigBee;给出了一种无线传感器网络的通用节点通信平台的设计方案;详细介绍了系统硬件及软件的具体实现;并对设计过程中的低功耗策略做了简要分析。     

OpenWSN无线传感器网络硬件平台设计与实现

本文详细介绍了一种无线传感器网络(WSN)硬件平台OpenWSN的设计与实现.该方案采用ARM系列处理器,符合802.15.4标准的无线收发芯片,三维振动和温度等传感器.其尺寸略大于Telos,但处理能力高于目前广泛使用的Gains, Mica, Telos等研究性硬件平台.OpenWSN能够承担图像采集与传输、汇聚节点等对性能要求更高的应用,可与目前基于MCU方式的结点形成良好的互补.本设计遵循了节点的标准化、微型化,低功耗和扩展性等原则.对该节点的测试表明,该方案较好地实现了上述目标,因此它可以成为研究人员选用无线传感器网络平台的理想高端选择.     

无线传感器网络通信的拥塞控制策略

无线传感器网络(WSNs)中的拥塞会引起数据的重传以及重传失败进而导致较长的时延、较高的数据丢失率以及较多的能量消耗。针对无线传感器通信网络自身结构特点,提出了一种基于广义混合控制器的无线传感器网络拥塞避免控制模型。分析了考虑邻近节点的无线传感器网络拥塞避免控制方案,窗口变化率、队列数据长度变化率所具有的特征,以及带有时延线性系统的混合控制器。建立模型与一般基于广义混合控制器参数对应关系和通信网络络的闭环控制系统。最后对所提出的拥塞控制策略的无线传感器网络的性能进行测试以及具体算例进行分析。结果表明:该模型能够保证通信数据传输时在满足可靠性、实时性的前提下使得网络通信性能达到最佳。     

32位高性能传感器网络硬件平台的设计与开发

灵活可扩展的高性能无线传感器网络硬件是支撑科学研究与工程实践必不可少的基础平台.以高性能低功耗的STM32微控制器和高灵敏度CC2520无线收发器为核心芯片,设计开发了基于Cortex内核的新一代32位传感器网络开源硬件平台OpenWSN节点,并提供了符合通用模块互联总线规范的外扩接口,以方便与各种传感器和外扩功能板连接.在开源OpenWSN软件的支持下可快速构建传感网研究与应用平台.该设计遵循低功耗、高扩展、高可靠、低成本和微型化原则,实测表明具有良好的传输性能和低功耗特性,为进一步开展同步振动测量等高性能传感网应用奠定了良好基础.     

基于QoS的变电站设备无线监测网络拓扑研究

随着无线传感器网络在智能变电站不同业务应用中的深化,网络的高数据率传输和网络的服务质量（qual-ity of service,QoS）问题成为无线传感器网络（wireless sensor network,WSN）的新热点。针对智能变电站的设备状态监测应用,利用无线传感器网络技术,建立分簇的三层智能变电站设备无线监测网络结构;参考 Zigbee协议和 IEC 61850报文规定,对监测网络数据流进行建模;从用户感知 QoS、网络 QoS 和节点 QoS 三个方面,结合Opnet仿真功能,提出包括端到端时延、MAC层时延、MAC层吞吐率、MAC层丢包率、数据碰撞、丢包率、比特误码率、信噪比和接收功率的QoS指标。根据实际变电站设备监测配置,建立起仿真网络模型,仿真研究表明相比于树状拓扑、Mesh拓扑网络,设计的簇状拓扑网络具有更好的QoS综合性能。     

智能配电网通信无线传感器网络QoS建模

根据配电网系统结构和设备分布特点,给出了一种基于无线传感器网络（WSN）的配电网监测数据通信网络架构。针对电力工业通信规范对WSN的要求,建立了基于IEEE 802.15.4标准媒体访问控制（MAC）层协议并引入服务质量（QoS）的QoS-MAC模型,给出了配电网监测节点数据缓冲队列马尔可夫链模型和各节点竞争信道状态概...     

自适应人工免疫网络算法的无线传感网络拓扑结构优化

无线传感器网络(MWSN)具有动态拓扑的特性,因而节点移动、能量消耗等影响因素会导致传感器网络的寿命。在现有层次型拓扑控制算法的基础上,借鉴adhoc网络层次拓扑生成算法WCA的设计原理,提出一种应用于无线传感器网络的新型层次型拓扑结构优化算法。该算法综合考虑节点的能量和位置状况,为每个节点定义不同的权值,从中选出性能优越的节点担任簇首,同时通过设置节点度参数来确保最优的拓扑结构。同时依托自适应人工免疫网络算法,用于实现MWSNs的目标。仿真结果表明,改进的人工免疫网络算法(KC-AAINA)有助于找到良好的聚类配置和簇头数量,限制了节点能耗,改善了MWSN的网络寿命、能量消耗和分组传输,从而提高网络生命周期。     

电力物联网建设环境下可充电无线传感器网络能效与路由优化策略

电力物联网的建设可以全方位提高电力系统各个环节信息感知的深度和广度,实时监测和掌控各环节重要设备的运行参数,提升电力系统的分析、预警、自愈及灾害防范能力;传感器件是对电力物联网各环节信息进行深度掌握最关键的环节,然而,复杂的工作环境增加了更换传感器件电池以及人工维护的难度,网络节点供能成为制约电力物联网发展的关键问题;针对此,本文根据电力物联网建设形势下智能巡检的场景特点,选择对具备较强抗电磁环境干扰能力的磁共振充电方式,设计了面向电力物联网的可充电无线传感器网络架构,研究传感器节点的能量管理策略,提出变电站智能巡检场景下可充电WSN的负载均衡路由优化算法,并通过仿真验证在可充电条件下提升无线传感器网络工作寿命的有效性,解决传感器节点能量受限的难题,从而提升传感网络的可靠性和稳定性,为电力智能巡检的开展创造有利条件。     

基于无线传感器网络节点的无线防误锁具设计

无线传感器网络使用电池供电,能量十分有限,其功耗问题严重制约了无线传感器网络的发展与应用。结合无线防误锁具,从硬件选型和低功耗软件设计两个方面设计无线传感器网络节点,降低功耗,延长网络的使用寿命。     

基于WSN的多温共配冷链信息监测系统开发

为适应多温共配的需求,提高信息化程度,监测冷链配送中温湿度信息。以NRF2401无线通信模块为核心,设计了基于无线传感网络(WSN)的多温共配冷链信息采集系统。系统包括了采集温湿度的传感器节点,组织网络和汇集数据的协调器节点,以及实时监测与数据上传的车载监测终端。对该系统进行了冷链环境测试、传感器节点功耗测试以及通信性能测试。结果表明,网络工作稳定,通信可靠,传感器节点待机功耗为0.28 mA,可以满足多温共配冷链温湿度信息采集与监测的要求。     

考虑柔性负荷接入的配电网规划研究综述与展望

分析了当今配电网规划的需求,确立了柔性负荷资源纳入规划的重要作用。从能量互动方式、调度响应方式、用户及设备类型3个角度提出柔性负荷的分类方式与分类结果。针对柔性负荷接入对配电网规划的影响,从负荷预测、电力平衡、规划优化、规划方案评估四大环节分析了现有规划方法的适应性与不足之处,并提出相应的改进思路与建议。最后,围绕柔性负荷建模、配电大数据挖掘与应用等新型关键技术进行了综述,并对未来配电网建设发展趋势进行了总结与展望。     

FlexGrid标准研究进展及应用分析

针对电力企业数据业务流量爆炸性增长所引发的骨干网络带宽资源瓶颈问题,在对国家电网公司光传输网（optical transport network,OTN）大容量骨干传输网络承载业务需求分析基础上,从频谱管理方法、交叉连接设备、混合线速传输、控制平面等方面出发,探索FlexGrid技术在电力通信网络中的应用模式,可为电力通信骨干网络提供光层粒度的精细划分与动态调整能力.在此基础上,提出在多种约束条件下根据频谱资源利用度动态调节调制的信道资源管理方法,可有效改善现有骨干传输网络采用的固定带宽分配和管理模式造成网络灵活性差,带宽资源利用效率低下的现状.