无线传感器节点实时能耗监测

无线传感器网络设计的关键技术环节之一是低功耗。首先要准确地检测到运行时各模块的能量消耗,然后才能够进行控制优化。然而,应用上的需求千差万别,导致硬件平台的多样性。本文选取无线传感器网络领域节点能量消耗检测作为研究方向,提出了一种便携的无线传感器节点能耗数据采集装置,能够实时采集节点的电压、电流信息。针对当前研究集中于仿真模拟,这种装置可用于实际环境的能量消耗检测,检测精度高。在MicaZ节点上的实验结果表明,该系统能以较高精度监测节点的能量效率。实际测量发现,传感器网络中传感器能耗也属能量消耗的一部分,且消耗量不可忽视,为今后的研究改进提供了新的参考。     

无线传感器网络节点部署研究进展

无线传感器网络的部署方式影响传感器网络的覆盖质量、网络拓扑结构、网络的连通性和网络的生存时间等性能。从静态和动态两种方式对节点的部署进行研究。阐述相关节点部署技术,并对节点部署中存在的问题进行分析和评述,指出今后的研究方向。     

一种水下无线传感器网络节点的三维部署算法

从水环境监测的应用需求出发,提出了水下空间节点三维部署的目标和约束条件.同时,为了解决在三层水下无线传感器网络结构模型下,节点稀疏部署后,网络存在的能耗不均衡问题,提出一种非均匀简单立方格节点部署算法.该算法结合节点水声通信能耗模型,通过增加各层节点数目和调整节点间通信距离来控制节点能耗.从网络的生存时间和网络的能量消耗两方面对算法进行了分析和仿真,结果表明:本算法可以在保证网络覆盖要求的前提下,控制节点部署的密度,均衡节点的能量消耗,延长网络寿命.     

无线传感器网络寿命延长策略及分析

无线传感器网络因其节点一般由电池供电,其携带能量供给有限,因此如何延长无线传感器网络寿命是面临的主要关键问题。本文首先分析了传感器节点能耗模型,再从减少能量消耗及能量补充两方面对如何延长网络寿命进行了详细介绍,最后进行了总结与展望。     

基于事件捕获的无线传感网络节点能耗实时估计

无线传感网络节点能耗的动态估计对于延长网络的寿命非常关键。针对无线传感网络节点的实时能耗估计,以运行TinyOS的MICAz节点作为目标平台,对TinyOS进行了功能扩展,用nesC语言设计了一个基于事件捕获的能耗估计模块。采用数据采集卡对各硬件模块的功耗模型进行了标定,实验结果表明该方法的时间和空间开销较小,估计精度约为4%。     

无线传感器网络节点能耗测量及分析

传感网能量高效是无线传感器网络研究中的关键性问题,而对节点能耗的准确测量评估是基础。现有的传感器网络节点能量测试方法,难以满足长时间、细粒度和高精确的测量需求。设计了一款传感器网络节点能耗测量设备,它利用电流采样、高速模拟数字转换芯片和可编程逻辑阵列构成的功耗测量电路实现对节点功能的准确和连续的测量,并对测量结果进行进一步分析。结果表明,该功耗测量设备符合传感网节点的实际运行情况,测量结果为传感器网络节点在线的能耗评估提供了数据依据。     

分簇无线传感器网络中全局最小能耗传输策略

无线传感器网络能量均衡策略中存在能耗大小的问题。在圆形的网络模型中,通过比较不同分环数下总能耗大小,得出在能量均衡前提下,能耗最小的网络分环数。算法同时能够明确网络所需的最优簇头数。实验数据表明,该策略可以最大限度的减少节点能耗,延长网络寿命。     

无线传感器网络中的簇头节点能耗平衡策略

无线传感器网络（WSNs）具有集中式数据收集和多对一数据通信等特点,使得越靠近汇聚节点的簇头节点能耗越大,最终导致网络中心出现能量空洞。提出一种基于簇内节点分配的簇头节点能耗平衡策略,根据WSNs的分簇汇聚拓扑结构,分析了其中簇头节点的能量消耗情况;在此基础上,通过在各簇内分配一定数量的基本节点,并成比例地增加附加节点的方式,使网络中各簇头节点的能量消耗相等。仿真结果表明：该策略能够适应网络规模和负载的动态变化,最终达到平衡簇头节点能耗的目的。     

农田环境信息监测的无线传感器网络节点设计

针对电子信号干扰、能耗大等因素对通信能力造成的影响,设计了基于低功耗微处理器MSP430的无线传感器网络节点.通过使用MCU的不同工作模式和对无线射频模块的不同状态等节能措施,增强了节点通信能力,大幅度降低了节点的能耗.经过背景项目实际农田环境的测试证明:节点不仅能够完成对农田环境要求信息进行准备采集,网络通信效率也得...     

铁路沿线线型无线传感器网络节点部署策略

针对铁路沿线线型无线传感器网络的"能量空洞"现象,提出一种能耗均衡的非均匀部署优化策略.采用等腰三角形分区覆盖部署方式,根据网络规模和能量消耗模型求出分簇距离和簇内节点密度,对网络均匀分区并部署不同密度的传感器节点,同时对节点设置休眠/唤醒机制;通过与均匀部署策略和非均匀部署策略性能的分析对比,仿真结果表明,能耗均衡的非均匀部署优化策略有更高的网络能量利用率,可以有效延长网络生命周期并具有良好扩展性.     

无线传感器网络安全算法能量开销研究

在传感器节点中集成安全算是提升无线传感器网络安全性的一种重要途径。然而执行安全算法所带来的能量和时间开销将对无线传感器网络的工作寿命和执行效率产生负面的影响。本文以Crossbow MICA2传感器节点为目标平台,测试了多种安全算法的能量开销,并提出了一些平衡传感器节点安全性和能量开销的安全算法应用原则。     

WSN中基于能量代价的能量优化路由算法

针对无线传感器网络路由算法中的节点能耗问题,提出了一种基于能量代价的能量优化路由算法。算法综合考虑数据传输中节点能耗的有效性和均衡性,设计了一种新的能量代价函数,实现了二者的优化匹配。传感器节点按此函数计算前向部居节点的能量代价,选择能量代价最小的节点作为下一跳。算法基于部居节点信息进行路由选择,具有较低的计算时间复杂度。最后,对路由算法的性能进行了仿真分析,并与典型的路由算法进行了对比,结果表明,本路由算法能够有效延长网络生存时间,节约并均衡节点的能量消耗。     

一种分布式无线传感器网络能量均衡路由算法

针对无线传感器网络的能量均衡问题,基于一种度量局部能量均衡性能指标,提出了一种基于预测的分布式能量均衡路由(Predicting-based Distributed Energy Balancing Routing,PDEBR)算法。PDEBR基于地理位置信息,结合功率控制,以分布式方式达到能量有效性的目标。最后,对PDEBR的性能进行了仿真分析,结果表明PDEBR可以有效延长网络寿命。     

无线传感器网络分簇算法综述

分簇算法是无线传感器网络领域中一种典型的算法,并在其中扮演着重要的角色。从能量均衡和网络生命周期的角度出发,根据是否仅由一个中心控制节点负责整个网络的簇划分,将分簇算法分为3类,系统地叙述了目前经典的分簇算法以及近年来最新的研究成果,并分析了这些算法的特点和适用情况。最后结合该领域当前研究现状,提出了WSN研究中需要关注的问题,展望了这一研究方向在未来的发展趋势和前景。     

一种无线传感器网络的设计

介绍了一种小型的无线传感器网络的设计,并具体描述了节点的硬件和软件的设计过程.并为研究大型无线传感器网络提供了一个实验平台,利用本系统配制不同的传感器可以形成用途不同的无线自组传感器网络.     

无线传感器网络能量均衡的非均匀分簇算法

无线传感器网络节点随机分布,针对均匀分簇容易造成网络中能耗不均的问题,提出一种能量均衡的非均匀分簇算法EBUCA(Energy-Balanced Unequal Clstering Algorithm)。该算法在簇头选举阶段,根据节点的剩余能量、节点所在区域稀疏程度来保证簇头的均匀分布;同时结合各簇头所在区域的节点密度与距sink节点的距离来构造大小不等的簇半径,使节点所在区域密度大或距离基站较近的簇半径较小,平衡了簇内和簇间的通信能耗。仿真结果表明与LEACH、DBCP、EEUC算法相比,EBUCA算法能够有效地均衡节点能耗,延长网络生命周期。     

无线传感器网络能量优化与建模技术综述

由于无线传感器网络的能量受限,如何优化网络能量消耗和评估网络生存周期是当前无线传感器网络研究的首要挑战。在分析无线传感器网络能量消耗特征的基础上,调研传感器网络节点和网络系统的能量优化策略;并针对能量优化存在的不足,分析近几年兴起的无线传感器网络能耗建模工作;从基于无线通信、状态转换、协议栈等方面归纳总结无线传感器网络能耗模型的建模方法;指出跨层能量优化以及软硬件综合的能耗建模技术是无线传感器网络能量研究的重点。     

无线传感器网络中结合节点传输范围和网络编码的节能策略

在无线传感器网络中,汇聚节点附近的节点在传输数据时需要承受巨大的通信负载,节点能量消耗非常快,容易出现能量空洞问题,因此这片区域变成了整个无线传感器网络的通信瓶颈。为了节省瓶颈区域的能量消耗,通过分析节点的传输范围对节点能耗的影响,合理调整瓶颈区域内节点的传输范围,并结合网络编码方法,提出了TRNC策略。理论分析和数值模拟结果表明,该策略能有效地提高整个网络的能量利用率,并且有助于减少节点的能耗。     

无线传感器在智能配电网中的通信网络设计

智能配电网可以有效地提高配电系统的供电质量、实现分布式电源的并网优化运行与配电设备的高效运转、完成与用户之间的有效互动。无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）具有建设成本低、快速自组网等特点,在智能配电网通信系统中具有广阔的应用前景。论文通过总结智能配电终端在配电网的分布特征以及WSN在电力系统中的应用现状,分析了WSN的网络结构及其在智能配电网中的应用特点,并以此为基础给出了智能配电网WSN的设计原则。根据该原则设计了智能配电网WSN的分层体系结构,包括终端采集网、汇聚网和信息接入网。智能配电网的通信系统通常由多种通信方式组成,本文给出了与其他通信方式联合组网的设计方案,该方案通过构建业务终端层、接入层、骨干层和配电主站层,可以有效地扩展智能配电通信网的通信范围,提高智能配电网的网络数据完整性。     

无线传感器网络中基于节点密度的簇算法

能量有效的路由协议对于无线传感器网络至关重要,它能够延长整个网络的生存时间.首先简要介绍了无线传感器网络中的路由算法,分析了Leach算法的优缺点.在Leach的基础上,结合节点密度,提出了一种基于节点密度的簇算法.算法在选举簇头的过程中,能够根据节点密度均衡划分各个簇的规模,从而平衡各簇的网络负载,降低网络中能量分布的不均.仿真表明,与Leach相比,该算法延长了网络生存时间,降低了能耗.