无线传感器网络的链路分析与建模

无线传感器网络的链路通信质量对上层协议及定位算法有重要影响.在网络仿真软件中,对信道和链路的过分简化会影响协议或算法的可靠性.本文通过在伯克利Mica2 Motes[1]上的大量实验,分析了无线链路的各种非理想特性,包括时空特性、不规则连接单元和链路不对称性等.通过解析和实验分析相结合的方法对信道和链路质量进行了建模,该模型可以应用于改善仿真工具中的物理层和链路层模型,帮助我们更好地理解上层协议的性能.     

基于链路可靠性的两跳QoS路由

针对工业无线传感器网络对路由协议的QoS要求，研究了一种基于链路可靠性的两跳QoS路由（Link-Reliability Based Two-Hop Routing for QoS Guarantee in Industrial Wireless Sensor Networks， LRTHQR）.采用两跳速度策略和数据优先级调度策略提高实时性，采用改进的信任评估模型以选择可信路径进行路由，采用基于接收功率的链接概率和数据包重传次数作为衡量链路可靠性的指标，同时采用能够综合考虑节点剩余能量和转发能耗的转发策略，以改善网络寿命.仿真结果显示：与未考虑链路可靠性的NCSRT （NodeCredible Security Routing for IWSN Based on THTR）算法相比， LRTHQR算法在丢包率、时延以及包平均能耗方面有着明显优势；与同样侧重QoS要求的LRTHR （Link-Reliability based Two-Hop Routing）算法相比， LRTHQR算法在截止期错失率、路由开销以及包平均能耗方面有着显著提升.     

IEEE802.15.4协议的无线传感器模块的设计与应用

IEEE802.15.4协议是针对短距离、低负载设计的无线通讯协议,利用其特点设计了一个无线传感器原型,包括基于Philiphs的P89LV51RD2处理器和Freescale的MC13192无线芯片的无线传感器节点硬、软件设计开发,最后将其应用于小区无线燃气抄表项目。     

IWSNs中的混合式共享链路调度

针对工业无线传感器网络中的链路调度问题,提出一种混合式共享链路调度方案.通过对现有典型集中式调度方案存在的不足进行分析,将属于同一路径或多跳路由的节点间的共享链路集中分配给属于同一路径的节点,采用分布式决策决定哪些节点应当在每个时间点使用共享链路;推导出描述调度方案的可靠性和延迟性能指标的解析表达式,表明提出方案能灵活分配和利用链路,具有更好的防止传输差错和减小延迟的能力.仿真结果表明,与现有IWSNs链路调度方案相比,提出方案可以提高可靠性和延迟性能,更有效地利用链路资源.     

增强安全性的IEEE802.15.4协议研究

IEEE 802．15．4标准因其低速率、低成本、低功耗、高质量，被认为是无线传感器网络和无线个人域网络的理想实现技术。简要介绍了无线传感器网络及其主要特点和问题，及无线传感器网络的安全需求。提出了增强安全性的IEEE802．15．4协议SE-IEEE802．15．4研究，其中使用公钥加密算法ECC来实现IEEE802．15．4协议的数字签名。最后采用NS-2平台对其进行仿真，并进行了性能和安全性的分析。     

基于IEEE802.15.4a的工业无线网络嗅探器

针对基于IEEE802.15.4a的工业无线传感器监控网络嗅探器的研究和实现,从分析嗅探器原理,介绍了IEEE802.15.4a协议,详细描述了嗅探器的系统结构及设计中对数据包的捕获和过滤过程。给出了针对4种不同过滤设置条件所对应的类定义,可根据用户要求对指定类型、特定站点或设定时间段及包含热点关键字的数据进行捕获过滤,动态显示网络的实时状况。经过试验,本嗅探器完全达到了设计要求,实现了对无线传感器网络的主动侦听监控。     

基于IEEE802.15.4的Sniffer系统的设计

针对IEEE 802.15.4 MAC层协议,提出了无线传感器网络嗅探系统设计的原理与框架,并且实现了2.4GHz频段下的原型系统.实验结果证明:与同类产品相比,性能有较大的提高.无线传感器网络嗅探系统对分析、评估无线传感网络有重要的辅助意义,为无线传感器网络研究人员和现场施工人员提供了一种实用、有效的监测分析工具.     

基于IEEE 802.15.4标准技术的无线远程自动监测传感器网络的设计与实现

首先介绍了IEEE 802．15．4/ZigBee标准协议,然后讨论了无线传感器网络的软件与硬件设计原则,进而给出了基于IEEE 802．15．4/ZigBee技术的无线远程自动监测传感器网络的设计实现方案,最后展望了无线传感器网络的发展前景。     

IEEE 802.15.4中信道利用率的分析与改进

在分析IEEE 802.15.4网络中为时延敏感应用提供的保护时隙(GTS)分配策略后,指出GTS分配中信道利用率低等不足。为此,对IEEE 802.15.4中的GTS进行改进。将GTS时隙再次划分为微时隙,与标准GTS申请命令不同,节点无须指定所需的GTS长度,而是提供需要发送的数据数量和数据长度,通过协调节点来决定所分配的GTS长度。仿真实验结果表明,改进后协议能提高信道利用率和网络吞吐量。     

工业IEEE802.15.4a标准无线网络性能测试设计与实现

基于IEEE 802.15.4a标准的短距离无线传输技术在工业中得到了广泛的应用,然而,针对IEEE802.15.4a协议工业无线网络的性能测试研究较少,评判工业无线控制系统是否符合工业场合的应用缺乏精确的描述;为评价基于IEEE 802.15.4a标准的工业无线网络的性能,搭建了基于该标准的无线网络测试平台,基于ARM处理器开发了工业无线网络性能测试装置,给出了测试装置的软硬件设计,通过测试获得工业无线网络控制系统的丢包率、吞吐率、协议转换时间等性能指标,测试结果表明该装置能够有效地实现对基于该标准的无线网络进行性能测试,为改善和优化工业无线网络的应用、保证系统的稳定运行提供了有力的依据。     

IEEE 802.15.4协议在矿井无线传感器网络中的改进应用

综合分析了无线传感器网络在煤矿井下的研究发展现状,对无线传感器网络在井下应用的关键问题作了探讨.搭建了无线传感器网络性能分析平台,设计了3种典型的带状井下无线传感器网络仿真场景.仿真结果证明了改进的有效性与必要性.     

基于IEEE802.15.4标准的无线传感器网络

设计实现了一种基于IEEE 802.15.4标准的无线传感器网络,传感器对周围的环境进行监测,内嵌的单片机对数据进行处理,通过基于IEEE 802.15.4标准的无线模块进行无线传输,构成一个无线传感器网络.对无线传感器的结构设计和无线传输网络的具体实现过程进行了阐述,最后,给出了实验数据,并进行了分析.     

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.     

面向IEEE802.15.4协议的跳频信道接入方法

IEEE802.15.4协议中2.4 GHz频段的信道极易受Wi-Fi等信号干扰,且其规定节点丢失信标帧数量超过aMaxLost?Beacons 就判定为孤立节点,需要重新扫描信道进行重新同步,这必将导致较大吞吐量降低和时间消耗。本文分析IEEE802.15.4和IEEE802.11在2.4 GHz频段中信道重叠规律,提出一种利用信标帧的周期性作为跳频函数输入变量生成的跳频序列,以此快速选择未受干扰的信道,该方法不需增加信标帧负荷和开销,且简单易实现。Wi-Fi干扰源测试结果表明,平均吞吐量最低能提高约16%,平均传输延迟由25.86 ms降低到9.07 ms。     

增强安全性的IEEE802.15.4协议研究

IEEE 802.15.4标准因其低速率、低成本、低功耗、高质量,被认为是无线传感器网络和无线个人域网络的理想实现技术。简要介绍了无线传感器网络及其主要特点和问题,及无线传感器网络的安全需求。提出了增强安全性的IEEE802.15.4协议SE-IEEE802.15.4研究,其中使用公钥加密算法ECC来实现IEEE802.15.4协议的数字签名。最后采用NS-2平台对其进行仿真,并进行了性能和安全性的分析。     

IEEE802.15.4的CC2530无线数据收发设计

基于TI公司的CC2530实现了IEEE 802.15.4(ZigBee)的无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)协议;在分析CSMA-CA算法的基础上,重点讨论了片内集成的命令选通/CSMA-CA处理器的工作机制,同时组建了一个小型星状网络.测试结果表明,在节点通信范围内,节点收发的...     

IEEE 802.15.4a工业无线标准的研究与应用

对目前常用的几种工业无线标准进行了简单比较,并着重介绍了低速无线个人区域网络的新标准IEEE802．15．4a及其关键技术MDMA和CCS。新标准采用Chirp扩频物理层技术作为物理层标准,对工业环境中的干扰等具有很强的鲁棒性。以IEEE802．15．4a为基础,在现场总线测控系统中构建了无线子网段,实验表明系统处于稳定运行状态,且满足一般流程工业要求。该实例为工业无线网络接入到有线网络提供了一种解决方案,新标准在工业现场的短距离传输方面将会有广阔的应用前景。     

IEEE802．15．4MAC协议分析与仿真评估

分析论述IEEE802．15．4MAC层协议，运用ns2仿真软件详细分析对等网、星型网及簇树网的网络性能，重点分析节点的能量损耗问题．并对簇树网中节点的平均剩余能量分布加以详细分析。     

基于IEEE 802.15.4协议的物联网节点通信编程

在基于物联网的高校后勤数字化建设项目中,对点到点节点的无线数据传输进行了设计。设计包括协议选取,硬件设计、软件设计、具体设计及最终的编程实现。完成了TinyOS系统中的程序编写,实现了项目建设中的点到点节点无线数据传输的设计要求。