无线传感器网络协议研究

无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域,因其巨大的发展前景而受到学术界和工业界的高度重视。文中介绍了简单传感器网络的概念,着重介绍了路由协议和MAC协议两大网络协议及其代表协议的特点,并对各自的代表协议进行了分析比较以及分析了各自的研究存在的难点和研究方向。     

无线传感器网络协议研究

无线传感器网络是计算机科学技术的一个新的研究领域，因其巨大的发展前景而受到学术界和工业界的高度重视。文中介绍了简单传感器网络的概念，着重介绍了路由协议和MAC协议两大网络协议及其代表协议的特点，并对各自的代表协议进行了分析比较以及分析了各自的研究存在的难点和研究方向。     

基于AT86RF212的无线传感器网络节点设计

基于AT86RF212设计了无线传感器网络节点;利用AT86RF212的MAC硬件加速功能,数据以IEEE 802.15.4帧格式进行通信.测试结果表明:节点功耗低,通信距离远,可扩展性强.     

无线传感器网络中传感器节点的布置

在无线传感器网络中，传感器节点收集本地数据，通常通过其它节点将数据转发给基站，因而离基站越近的节点，消耗的能量越多．如果采用通常的方法，即均匀布置传感器节点，则基站附近的节点将很快消耗完能量，基站也就无法收集数据．本文通过研究无线传感器网络中的能量消耗，得到了一个布置传感器节点的密度函数，按此函数布置传感器节点可以有效地延长系统的生命期．理论分析和模拟结果表明，本文的布置方案将系统生命期提高到均匀布置方案的3R/2t倍，这里t为传感器节点的通信距离，R为传感器节点的分布区域半径．     

基于CC2430的无线传感器网络节点设计

基于无线传感器网络的特点,以CC2430芯片为核心设计了一种微型传感器节点。详细阐述了传感器节点的温湿度数据采集模块、电池能量检测模块以及节点之间"点对点"无线通信的软件流程。     

双频无线传感器网络节点硬件结构设计

对无线传感器网络节点进行了研究,提出2.4GHz、433MHz双频传感器节点的硬件结构设计,双频无线传感器节点既可工作于2.4GHz基于ZigBee协议进行短距离、低功耗通讯,也可工作于433MHz利用射频功放电路进行远距离通讯,可按不同的无线通讯协议和网络体系结构来构建无线传感器网络,为该领域的研究提供了优异的实验平台.     

一种基于节点密度的无线传感器网络路由协议

能量问题一直是制约无线传感器网络(WSNs)发展的问题。成簇算法可以很好地降低网络通信能耗。分析已有的各类成簇算法,在LEACH协议的基础上,改进了簇头节点的选取方式。讨论了网内簇头个数的选择,然后以网内节点密度为参考选取簇头,通过赋予不同的参数来比较节点密度对协议运行的影响。仿真结果表明:改进的算法有效降低了通信能耗,延长了网络的生存周期。     

基于ZigBee的无线传感器网络协议研究与实现

首先对ZigBee技术规范进行了概述,然后深刻剖析了基于ZigBee的无线传感器网络的体系结构,以微芯公司开发的ZigBee协议栈为例对网络的具体实现细节进行了研究,最后设计了一种基于ZigBee协议的嵌入式智能家居系统,实验表明此系统能够实现远程用户以浏览Web页面的方式对家庭内部子节点进行监测和控制,并具有较好的稳定性、强大的可扩展性以及较高的实用性.     

无线传感器网络节点的低功耗设计

无线传感器网络(WSNs)能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析处理。节点具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。设计分析了WSNs系统功率消耗的构成,并从硬件和软件方面提出和总结了WSNs的低功耗设计方法,设计了一种低功耗的WSNs节点,并进行了测试,结果证明:该方法适合WSNs节点的应用,具有易使用、低功耗特点。     

基于CC2510的无线传感器网络节点设计

在简要介绍无线传感器网络节点结构的基础上,对Chipcon公司开发的内嵌51内核的单片可编程UHF收发器芯片CC2510的功能特点进行了研究,并结合其工作原理与应用电路,对无线传感器网络节点的各个功能模块及设计要点进行了详细阐述。最后基于CC2510的原理设计了一个新的无线传感网络。由该节点组成的无线传感器网络功耗低、节点体积小,可以广泛地应用于各类无线数据通讯、军事侦察、环境监测、安防系统等领域。     

基于移动节点的无线传感器网络覆盖空洞修复方法

无线传感器网络（ WSNs）一旦产生覆盖空洞,则会严重影响网络性能,针对此问题,提出了一种基于移动节点的覆盖空洞修复算法——联合补丁法,该算法按照预先制定的缝制方案把所需的移动节点“缝制”成一块大的“布”,然后对空洞进行直接修复。首先,在理论上证明了该算法的性能;其次,用Matlab进行仿真实验,并与基于移动节点的三角形逐个贴片修复算法（ PATT）在所需节点数和冗余度两方面进行对比;最后,对算法的稳定性进行了分析。最终表明：该算法具有较高的覆盖率和较低的冗余度。     

无线传感器网络节点分布与定位性能之间的关系分析

无线传感器网络中锚节点分布情况在很大程度上影响未知节点定位的精度,但目前对均匀性的分析相对较少,针对这一问题,对锚节点分布与无线传感器网络定位算法性能之间的关系进行全面分析。首先提出了锚节点均匀分布的相关概念,并设计建立了相应的网络系统模型,然后对质心算法、DV-Hop算法、最小包容圆算法性能与锚节点分布之间的关系进行了仿真实验。结果表明：锚节点的分布情况对所有定位算法均有影响,其中质心算法对锚节点均匀性最敏感,DV-Hop算法次之,最小包容圆算法对锚节点均匀性最不敏感,分析结果对无线传感网络实际应用具有指导意义。     

一种基于多波束转换天线的WSNs跨层集成协议

针对无线传感器网络中(WSNs)随Sink节点位置移动带来的网络连通、能耗等问题,提出一种采用多波束转换天线的跨层集成协议(IMRPSB),协议充分利用了多波束转换天线优势,并将MAC层与路由层层间融合.利用移动Sink节点场景模型进行仿真,结果表明:IMRPSB在保证网络连通性的同时,提高了网络的寿命,增强了网络性能.     

一种新的三维无线传感器网络节点定位算法

在测距的基础上,提出一种基于三角几何运算的无线传感器网络节点定位算法。该算法利用与未知节点相关的一边两角,通过空间三角几何运算,实现对未知节点的定位。对该算法的性能进行分析,并在此基础上提出一些改进的措施。仿真结果表明:该算法可以达到较高的定位精度,能够满足三维空间中对未知节点的定位需求。     

一种基于时序信誉的WSNs恶意节点检测算法

大多数无线传感器网络(WSNs)部署在户外环境中,恶意节点对WSNs安全存在巨大威胁.信誉阈值模型在识别恶意节点这一领域有着不俗的表现,但随着攻击技术的升级,恶意节点变得更加隐秘而难以被发觉.经分析引入时序和相似度的概念对原有信誉阈值模型加以改进,由欧几里得度量和K-mediods算法可以有效地分辨这一类恶意节点.经仿真实验验证,对识别特征不明显的恶意节点改进后的算法效果十分显著.     

一种基于分环的能量高效无线传感器网络分簇路由协议

针对现存分簇路由协议能耗不均衡和簇首节点死亡过早的缺陷,设计了一种基于分环模型的能量高效分簇路由协议.根据节点剩余能量和位置选举簇首,采用主次簇首轮换方式减低簇首节点能耗.仿真结果表明:该算法能够均衡网络能耗,延长无线传感器网络生命周期.     

基于速龙码的WSNs传输功率控制重编程协议

为了降低节点能耗,提高能量的利用率,提出了一种高效节能的基于速龙码（ RC）的传输功率控制（ RC-TPC）重编程协议。该协议分两个阶段完成数据传输,第一阶段各个节点更新自己的位置信息,形成最优化的拓扑结构。进入第二阶段后,根据优化的拓扑结构通过调整发送节点的传输功率和中继节点的累计选择次数,Sink节点选择适当的中继节点,使中继节点的传输功率和RC的开销达到最优化。此外,RC的编码方式使传输数据包发生的错误概率更小,减少了重编程过程中的冗余以保证网络负载的均匀分布,有效地实现了高效节能,从而提高整个网络的生存周期。理论分析与实验结果表明：与MNP协议和ATPC协议相比,RC-TPC协议用于传输的平均能量消耗降低17.2%。     

基于萤火虫算法的无线传感器网络的分簇路由协议

在无线传感器网络(WSNs)中,合适的分簇方法对于网络的能量损耗和能量均衡至关重要,通过采用自组织映射神经网络和萤火虫算法,以寻求最优解,从而获取合适的分簇,并且在数据传输阶段采用新的路由协议.实验表明:通过这些方法可以延长网络存活时间和均衡网络结构.     

一种基于分簇的无线传感器网络GPSR协议

在实际应用中,无线传感器网络(WSNs)中的节点分布不均匀且节点能量有限,由于节点工作量大小不同,导致节点能量损耗不均衡,从而影响WSNs生存周期.为了延长网络生存周期,提出一种基于分簇的WSNs GPSR协议.该协议首先将网络划分为若干个簇,每个簇需选择合适的簇头,而簇头选择以剩余能量为指标,并在簇内轮换.簇内采用改进的贪婪算法将数据汇集到簇头节点,有效避免了局部最小化问题.仿真实验表明:该协议能延长网络生存周期,提高数据传输成功率.