无线传感器网络中的分布式信源编码的仿真研究

分析了无线传感器网络中的分布式编码方法,基于Slepian-Wolf理论和Wyner-Ziv理论,在传Turbo编码方法的基础上提出了一种DSC-Turbo编译码的改进方法。通过MATLAB仿真验证了该方法在满足一定可靠性的前提下,能够有效的压缩信源速率。进而证明了在无线传感器网络中应用分布式信源编码理论可以减少部分节点的传输数据量,提高无线传感器网络能量效率。     

针对无线传感网络的内存数据压缩算法

无线传感网络是能量受限的网络环境。很多研究通过分析改善网络分层模型中各层协议,延长了无线传感网络环境下单节点和全局网络寿命。使用了若干种压缩方法:报文级压缩、报文头压缩和载荷压缩,以减少传输数据冗余,节省传感器发送接收的能量损耗。用压缩率较高的LWO算法压缩载荷内容;对占用空间相对较小但需要多次解析的协议包头,宜用报文级和报文头压缩算法,从而在压缩数据冗余的同时,减轻传感器节点压缩解压操作的开销。这种压缩算法是一种内存压缩,它保留了数据块的部分含义,在压缩率和CPU开销间达到了较好的平衡。     

基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络性能分析*

通过将IEEE 802.15.4标准中的超帧与无线传感器网络的LEACH协议结合,在星型网络拓扑下,网络节点通过申请超帧中的GTS来进行无冲突的数据通信,对使用GTS传输数据的这一过程进行了研究,从理论上分析了无线传感器网络的网络性能.仿真结果说明了网络控制参数对网络性能的影响,为今后无线传感器网络应用中的参数配置提供了一定的理论基础.     

基于无线传感器网络的森林火灾监测技术

森林火灾是环境恶化的主要原因之一,为了减轻火灾带来的损失,采用无线传感器网络监测系统预测和定位森林火灾位置是一种有效的方法。无线传感器网络通过遍布在监测区域内的传感器节点来采集、传输数据,为控制中心提供及时准确的数据资料。但是,由于无线传感器是由电池供电,而且比较分散,所以如何减少传感器的耗电量和维持无线传感器网络的稳定性是一个重要问题。本文从不同角度分析了几种解决方法。     

一种低功耗自组织传感器网络协议

分析了无线传感器网络工作过程中的能量消耗问题,提出了一种低功耗网络协议。通过采用通信只在相邻节点间逐跳进行、用本地路由来缩短各节点到簇首领的传输路径、在中间节点进行数据融合以减少传输数据量以及簇内所有节点轮流充当首领传送采集数据给基站以平衡能量消耗等方法来降低节点工作时的能量消耗。实验结果显示,协议可有效延长节点和网络的工作寿命。     

档案馆温湿度调控系统设计

本文介绍了一种基于无线传感器网络技术的智能温湿度调控系统,该系统使用ZigBee无线传输模块SZ05组网传输数据,通过数字温湿度传感器SHT75和单片机AT89S52采集调控库房温湿度,能够对库房温湿度数据进行实时分析,对异常情况进行相应处理。     

无线传感器网络室内信道模型的研究*

提出一个无线传感器网络室内环境信道衰落模型,通过对无线信道衰落模型的理论研究和根据无线传感器网络信道衰落测试系统检测的室内外数据的分析,得到无线传感器网络信道衰落模型的各个参数,确定了无线传感器网络室内信道衰落模型。通过实践应用证明,此衰落模型在实际网络的节点部署和节点定位中的作用优于其他无线信道衰落模型。     

基于ZigBee的多传感器物联网无线监测系统设计

设计一款基于zigbee的多传感器物联网无线监测系统,阐述该系统的主要功能,并对其总体结构、硬件电路以及软件设计进行详细论述。系统基于ZigBee技术组建树形无线传感器网络,以CC2530为核心设计模块化无线终端节点,集成了温度、湿度、烟雾、红外等的多传感器模块,组建无线监测系统。通过协调器节点无线采集数据,并利用GPRS模块远程传输数据,可实现环境信息、人流量、安防等监控。     

基于CC2420与ZigBee的无线多媒体传感器网络通信机制*

设计了一种ATmega128L为控制器、CC2420为RF收发器的无线多媒体传感器节点的体系结构。结合ZigBee通信协议栈与多媒体传感器网络自身特点,对IEEE 802.15.4帧格式的部分域进行了全新定义,以适应无线多媒体传感器网络传输数据量大的要求。相对于普通传感器网络的单帧确认模式,给出了一种无线多媒体传感器网络的分组确认的通信机制实现方案,并通过实验验证了该方法的正确性与可行性。结果表明,本方法减少了传输时间和能耗,有效延长了节点生存期。     

最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法

针对无线传感器网络的节点能量有限,且在进行信息传输时存在数据冲突、传输延时等问题,提出基于最大生存周期的无线传感器网络数据融合算法。该算法将整个网络中的节点分成多个簇,并根据节点的传输范围,将每个簇中的节点均匀分布,每个节点根据自己的本地信息和剩余能量选择通信方式向簇头节点传输数据,从而形成传输数据的最短路径;并根据集中式TDMA调度模型,运用基于微粒群的Pareto优化方法,使得网络在完成规定的信息传输时每个节点耗费的平均时隙和平均能耗最低。仿真结果表明,上述算法不但可以最大化网络的生存周期,还可以有效地降低数据融合时间,减少网络延时。     

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。     

无线传感网络火灾监测与营救系统的研究

描述了一个利用安装了传感器节点的具有自动搜索路径和营救功能的机器人,通过无线传感器网络在某监测区域内完成营救工作的仿真实验;将无线传感器网络的思想应用到空间探索和灾难营救是当今世界比较关注的研究方向,人类面对很多救援工作都是无能为力,或者即使可以尝试但危险系数很大;应用机器人到人类不方便到达的区域或者危险区域完成救援工作,不仅降低了救援人员的危险系数,而且提高了工作效率.在文章中是通过利用此系统来完成救火任务的实例来介绍系统的功能和具体实现的算法,仿真表明可以满足无线传感器网络系统的实际应用.     

一种面向无线传感网应用重编程的逻辑式编程语言

无线传感网的发展,使其需要具有高效地更新其上运行的应用软件的能力.为了解决这个问题,提出了一种面向无线传感网应用重编程的逻辑式编程语言及其处理系统ReLog.ReLog语言根据无线传感网应用的普遍特点,基于传统逻辑式语言进行扩展,并提供合适的编程抽象,方便程序员高效地构建、修改程序.同时,语言的处理系统使用中间代码将应用程序与系统软件解耦,从而减少应用更新时所需传输的更新代码的规模,提高更新效率.通过一个数据收集应用案例评估了ReLog语言及其执行机制,结果表明：使用ReLog语言能够获得简洁、易修改的程序;同时,语言的执行机制能够显著降低传输应用更新代码的能量和时间开销.     

无线传感网络在桥梁结构健康监测中的应用

文中给出了利用无线传感网络进行桥梁健康检测的具体设计方案和实现方法;并采用Matlab软件进行仿真,给出了逼真的仿真效果图;同时给出了无线网络传感器——光栅应力传感器的实现原理;详细论述了针对健康监测的应用特点而设计的基于能量效率的无线传感网络分簇算法以及算法实现的详细实例程序;最后给出了系统实现的健康监测在控制终端PC机上的最终实现结果,并在论文最后作了必要的总结。     

无线传感器网络中一种能量有效的数据存储方法

如何有效地对传感器在过去历史时间段内采集的大量感知数据进行存储,以备将来的信息查询和数据分析已经成为无线传感器网络应用面临的一个难题.介绍了一种基于树型路由的分布式数据存储方法,通过采用动态规划方法选择存储节点,使存储节点能量均衡和所有节点能耗之和最小,从而达到整个无线传感器网络能量有效.仿真实验结果表明,这种数据存储方法能够获得较好的能量均衡和总能耗较小,从而有效地延长整个无线传感器网络的生命周期.     

一种基于时间延迟机制的无线传感器网络分簇算法

为了延长网络的生存时间,需要设计能量有效的路由协议以适应传感器网络的特点.成簇算法是传感器网络中减少能量消耗的一种关键技术,它能够提高网络的生存时间.本文提出一种基于时间延迟机制的分簇算法,称为CHTD.该算法建立了节点的时间延迟机制模型,使得能量较多的节点能够在每一轮中被优先选为簇首.同时,通过维持每个节点的簇首信息集合使得每轮产生的簇首数目稳定且位置均匀分布.模拟实验表明,CHTD有效地均衡了网络中节点的能量消耗,并显著地延长了网络的存活时间.     

无线传感器网络基于定向扩散与分批估计的数据融合算法

无线传感器网络中采集的数据存在着较大的冗余与误差,造成能量消耗过多,并且影响数据的可靠性。针对这个问题提出一种基于定向扩散与分批估计的数据融合算法,对监测同一对象的多个传感器所采集的数据进行综合,提高数据精度和可信度,并减少数据传输量,从而降低了功耗。通过对室内环境参数(温度)的监测验证了这种算法的可行性。     

一种基于能量和时延的动态分簇算法

在无线传感器网络中,传感器节点的能量由电池提供,有时难以更换。因此,降低能耗是目前无线传感器网络设计中一个很重要的技术问题。通过对层次型路由协议的研究,提出了一种基于能量和时延的动态分簇算法,该算法通过动态地确定每一轮数据收集时无线传感器网络中的簇头数目,从而在满足不超过网络最大延迟时间的基础上,使网络能耗达到最小,最大延迟时间由Sink节点确定。通过仿真实验与传统的LEACH和PEGASIS协议进行比较,结果表明,该算法有效地减少了网络能耗,同时显著降低了传输时延。     

Active node determination for correlated data gathering in wireless sensor networks

In wireless sensor network applications where data gathered by different sensor nodes is correlated, not all sensor nodes need to be active for the wireless sensor network to be functional. Given that the sensor nodes that are selected as active form a connected wireless network, the inactive sensor nodes can be turned off. Allowing some sensor nodes to be active and some sensor nodes inactive interchangably during the lifecycle of the application helps the wireless sensor network to have a longer lifetime. The problem of determining a set of active sensor nodes in a correlated data environment for a fully operational wireless sensor network can be formulated as an instance of the connected correlation-dominating set problem. In this work, our contribution is twofold; we propose an effective and runtime-efficient iterative improvement heuristic to solve the active sensor node determination problem, and a benefit function that aims to minimize the number of active sensor nodes while maximizing the residual energy levels of the selected active sensor nodes. Extensive simulations we performed show that the proposed approach achieves a good performance in terms of both network lifetime and runtime efficiency.     

无线传感器网络分簇算法研究

无线传感器网络是当前研究和应用的热点,拓扑控制是其研究的重要领域。在与其他传统无线网络拓扑控制机制比较的基础上,归纳了无线传感器网络分簇算法应具有的特性,并对近年来针对无线传感器网络提出的有代表性的分簇算法进行了研究,总结了各种分簇算法的特点和适合的应用场合,重点分析了它们的不足之处,最后指出了无线传感器网络分簇算法未来发展的趋势。