无线传感器网络标识解析的系统设计

无线传感器网络WSN技术的不断发展及其应用范围的不断扩大暴露了WSN以数据为中心的局限性。因此,通过为传感节点分配身份标识符,用于在全球范围内唯一标识该节点,并使节点在WSN中的身份得以确认,以满足应用和管理的需求,显得尤为重要。首先提出了一种无线传感器网络标识解析的整体架构,并通过对网关硬件设计与整个系统的软件设计,完成了传感节点身份标识符与其在WSN内部通信地址的相互映射,进而实现了对传感节点应用属性的追溯与管理。最后,通过在智能家居环境中的应用对该系统的有效性进行了验证。     

能量采集型无线传感器网络的高能效路由算法

在能量采集型无线传感器网络中,虽然有能量吸收,但是因能量依然非常珍贵,如何优化路由协议,提高能量利用率,延长网络寿命仍然是值得研究的问题.为求解高能效的路由,提出了一种采用遗传算法的高能效路由算法,建立考虑节点的吸收能量、剩余能量、消耗能量和浪费能量的适应函数,用遗传算法寻找全局最优路径.将该适应函数与3种其他适应函数作对比,其他3种适应函数分别为只考虑路径能耗最小的适应函数,考虑路径能耗与路径上节点的吸收能量、剩余能量的适应函数以及考虑路径能耗与网络中所有节点的浪费能量的适应函数.采用遗传算法解出4种路由,通过仿真分析可知,所提出的路由算法能量利用效率最高.     

基于PSO-BP神经网络的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络定位的基本功能问题。提出一种将PSO算法和BP神经网络相结合对RSSI在测距阶段测得的距离数据进行优化的算法。该算法将PSO算法作为BP神经网络的学习算法,缩短了BP神经网络的训练时间,并加快算法的收敛速度。通过仿真,定位精度较其他算法得到了明显提高,最高可达27.3%。     

应用于无线传感网的低功耗CMOS温度传感器

为了在较大的温度范围内改善传感器的线性并降低功耗,提出一种新的应用于无线传感网的频率输出温度传感器。采用了多谐振荡器电流转频率电路,主要由一个双向电流积分器组成,由电压窗口比较器驱动,由单独的1.2 V供给电压,并利用低成本的0.18 μm CMOS技术制作。实验结果表明,在?40°C到+120°C的温度范围内,该温度传感器表现出高线性的特点,实现了±1°C的误差,敏感性分别为340 Hz /°C,功耗为2.1 μW,面积为0.02 mm2,十分适合无线传感网的各种应用。     

基于ZigBee的数据采集和监控系统的设计与研究

基于ZigBee设计了智能工业数据采集和监控系统。该系统主要分为3个部分,底层是以TI公司的CC2530芯片为中央处理器,并且具有采集和传输数据功能的无线传感器网络,网络节点又可分为协调器、路由器和终端节点。中间层是由VS软件和C#语言编程实现,具有从底层协调器接收数据并保存到数据库的功能,而且进一步搭建Web服务器。上层则是PC端的人机界面,通过访问Web服务器得到数据库中的数据,并且呈现给用户。该系统将物联网技术应用于工业领域,能够实现对工业现场数据的远距离实时监控,大大解放了劳动力。     

一种基于链路质量的自维护拓扑控制博弈算法

针对无线传感器网络拓扑性能优化单一的问题,本文首先定义了表征双向通信质量的指标.其后将链路质量,节点干扰,剩余能量均衡性等参数融入收益函数,设计了一种基于链路质量的自维护拓扑控制博弈算法SMGLQ.理论证明该算法能保证各节点收敛到帕累托最优.仿真实验表明它能为网络选择通信质量较好的链路,并降低能耗.     

基于WSN网络节点的TinyOS移植及融合多链路层协议组网

使用TI MSP430F1611等芯片组成WSN节点,在其上实现多种MAC层以及链路层协议,并提出一种融合多链路层协议的WSN2.5层的框架结构,将其以组件形式在TinyOS上实现.为实际应用和后期上层开发铺平了道路.     

Locally Optimal Source Routing for energy-efficient geographic routing

We analyze the problem of finding an energy-efficient path from a source node to a destination using geographic routing. Existing schemes have neglected the fact that neighbors which are not closer to the destination than the current node can still reduce energy consumption by taking part in the selected path. Moreover, recent works have confirmed that the generally used Unit Disk Graph to model Wireless Sensor Networks does not represent accurately the behavior of real links. We propose a new scheme called Locally Optimal Source Routing (LOSR) that is able to use neighbors which do not provide advance toward the destination to reduce the overall energy consumption while still avoiding routing loops. Using an Automatic Repeat reQuest (ARQ) mechanism hop by hop we overcome the problems caused by errors in radio transmissions and we introduce a novel routing metric, which accounts for those errors in the energy consumption. Our simulation results show that the proposed scheme outperforms existing solutions over a variety of scenarios and network densities.

能量有效的无线传感器网络部署

将无线传感器网络的节点部署问题抽象为圆覆盖问题;证明了当3个相同覆盖范围的节点构成边长为根号3的等边三角形时，节点的覆盖程度达到最大值82.7%．假设节点为势力场中的粒子，根据节点间力的作用部署节点，设计了CE-VFA算法，并在Matlab平台上对算法进行了仿真．结果显示，CE-VFA算法获得较好的网络部署效果，在消耗较少能量的前提下可以很好地改进原有部署的覆盖程度和覆盖效率，覆盖程度可以达到90%以上．