无线传感器网络节点的功耗分析与测试

能量消耗问题是无线传感器网络的核心问题,直接影响着网络的生命周期。本文从无线传感器网络节点的硬件构成其及运行机制、计算复杂性、数据通信量等方面去分析节点的功耗,并建立模块的功耗模型;接着研究传感节点的电流特点和微功耗测量技术,设计了一种传感节点的测量系统,以验证节点的低功耗特性。这些措施都是为了更好地分析解决无线传感网络中的能量消耗问题,保证传感器网络能量管理的有效性。     

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。     

无线传感器网络节能技术的研究

传感器节点是构建无线传感器网络的基本单元,对于大部分无线传感器网络,节点数目众多且靠电池供给能量,采用更换电池的方法来补充能量很不现实,因此低功耗传感器节点的研制,对于延长网络的生命周期具有非常重要的意义.本文分析了传感器网络的能耗特点,确定能量消耗的主要部分是无线通信.并主要从硬件方面进行节能设计,使系统在满足网络连通性的情况下使节点能耗降到最低.     

无线传感器网络自适应链路层FEC控制策略*

提出一种适用于无线传感器网络的自适应链路层FEC控制策略。该策略基于Kalman滤波器预测当前的网络状态,在数据链路层采用FEC控制机制,根据FEC能耗分析的自身特性自适应地调整FEC参数n,以便改善无线传感器网络的通信性能,并建立单跳无线传感器网络模型和能量模型。数学分析和仿真验证表明,该策略能够有效地提高无线传感器网络数据传输的可靠性,降低无线传感器网络的能量消耗。     

一种改进Cougar传感器网络数据管理系统

分析了Cougar传感器网络数据管理系统的组成和功能,对存在簇头节点能量消耗大,不均衡的问题,提出一种改进的Cougar系统,给出了节省能量的查询优化预处理算法。实验表明,改进后的Cougar系统有效地降低了传感器网络的能量消耗。     

基于能量水平的多Sink节点传感器网络路由算法

单Sink节点传感器网络存在着部分关键路径上节点能量消耗过快、路由选择算法单一以及Sink节点失效等问题.首先提出了多Sink节点传感器网络数据收集的系统框架;给出了拓扑发现和维护策略;然后提出了基于最小能量消耗路由算法.在分析了该算法的不足后提出了基于能量水平的路由算法,按照计算得到的能量水平选择最优的路径进行数据传送.实验证明,基于能量水平的路由算法比基于最小能量消耗路由算法能更有效提高传感器网络的使用寿命.     

异构无线传感器网络能量均衡优化研究

无线传感器网络能量均衡消耗优化是当前的研究热点。研究了簇头节点能量高于普通节点能量的异构无线传感器网络能量消耗均衡的优化问题;基于精细能量消耗模型,提出了新的能量均衡优化算法;给出了详细的计算实例,验证了优化算法的有效性。     

无线传感器网络信道编码技术研究

无线传感器网络信道容易受到干扰, 需要进行误码率比较低的差错控制.在研究了无线传感器网络中差错控制机制与能量消耗的关系的基础上,利用差错控制的能量模型,分析了LDPC码和BCH码的能量效率,最后证明利用LDPC码进行差错控制能有效节省传感器网络的能量消耗.     

无线传感器网络动态规划的能量有效路由研究

针对无线传感器网络的能量有效路由问题,以及能量消耗通常不满足所谓的“三角不等式”的特点,通过建立动态规划的能量消耗模型,将传感器网络的路由转化为矩阵和向量的运算问题,在此基础上提出一个适合传感器网络的矩阵乘路由算法。仿真结果表明,提出的算法能显著地降低路由的能量消耗,有效地延长网络的生存周期。     

蚁群算法在无线传感器网络中的应用研究

使用无线传感器节点有限的能量保证网络的寿命是无线传感器网络研究的重要问题,网络能量是否均衡消耗对网络寿命有着决定性的影响.为了促使网络节点能量消耗相对均衡,将蚁群优化算法应用于无线传感器网络的路径选择,提出一种蚁群优化的无线传感器网络能量均衡路由算法.利用蚁群的自组织、自适应和动态寻优能力,通过蚂蚁并行地寻找从源节点到达目的节点的最优路径,使网络最优路径和能量均衡消耗之间进行平衡,以达到网络能量的优化均衡消耗,进而延长整个网络的寿命.进行了仿真实验,实验结果表明,与经典路由定向扩散算法相比,算法能有效地均衡网络节点的能量消耗为设计提供了有效的方法.