基于网络编码的传感网重编程协议能耗模型

在无线传感器网络中,当需要进行软件更新、修复软件Bug 时,重编程协议能够将新程序镜像分发到多跳网络中的全部节点.近来,基于网络编码的重编程协议被用于解决在高损环境下的有效代码分发问题,但对这些协议性能的分析仍有待深入.提出一种基于时间和网络拓扑的能耗分析模型,在模型中综合考虑了页面流水和节点通信距离对协议性能的影响.该模型分析结果与基于网络编码的重编程协议Rateless Deluge 的仿真结果达到了较好的一致性(平均单节点能耗相对误差在0.23%左右),验证了能耗分析模型的有效性.分析结果揭示了基于网络编码重编程过程的网络能耗与网络密度、网络大小和分发镜像页面大小的关系:网络能耗随着网络密度的减小呈上升趋势(能耗与网络密度经拟合呈二次函数关系);网络能耗与网络大小基本呈线性正相关关系(对于n×n 的网格型网络,n从3~10,随着n 的增大,网络能耗的平均增长率为50%),并且随着网络的增大,单节点能耗有所增加(平均增长率为6.9%);页面大小增加时,网络能耗呈下降趋势(平均下降率为11.2%).     

无线传感器网络重编程技术的研究与设计

针对目前重编程技术在无线传感器网络中的应用需求,在分析了OTAP、MOAP、Deluge等已有的代码分发协议优缺点的基础上,提出了一种高可靠、低存储并满足一定实时性的设计方法;该方法通过采用独特的Bootloader设计确保代码镜像的完整性以及能够从指定区域来引导程序;采用有效的数据格式、分发协议以及代码存储管理,减少了数据传输的通信量,简化了代码缺失部分的检查,从而降低了能耗,延长了网络寿命;TOSSIM仿真的结果验证了设计的正确性和性能的优越性。     

无线传感器网络汇聚节点的WLAN接口设计与实现*

分析了无线传感器网络中汇聚节点的功能特性以及其实现WLAN通信的网络优势;设计了基于IntelPXA270为核心处理器的CF无线通信接口的逻辑电路,并详细介绍了Linux下驱动移植的过程。最终实现了汇聚节点上CF接口的无线通信。     

对等网络中DHT搜索算法综述*

在P2P网路中如何快速准确地对资源进行定位是衡量其性能的一个关键。现在的分布式P2P系统普遍采取的是DHT（distributed hash table,分布式哈希表）搜索方法。基于DHT的P2P网络搜索算法的研究已经是P2P研究的一个热点。从P2P定义出发,介绍了P2P网络按照拓扑结构的分类发展;然后深入介绍了目前对等网络几种分布式哈希查找算法Chord、CAN、SkipNet和Cycloid等,并对这些算法从拓扑结构、路由复杂度、路由表大小、容错性、扩展性、负载平衡性等方面进行了评估比较;最后分析了这些算法的优缺点及今后研究的重点。     

KIR:一种TCP拥塞避免阶段的公平性算法及在GEO卫星环境下的仿真

传统的TCP拥塞避免机制对长时延链接存在歧视,随着竞争流的增加,TCP共享瓶颈带宽的公平性和有效性降低.在研究CR,IBK,CANIT等现有算法的基础上,提出了一个新的均衡公平性算法KIR （K and additive increase ratio）来纠正对长时延链接的歧视,新算法的思想是在拥塞避免阶段分别对长时延链接与短时延链接的窗口增加方案做了平滑修改,同时经过数学推导,给出一个能够取得较好公平性和带宽利用率的K的表达式.通过一系列仿真实验比较了不同公平性机制的性能,分析了它们之间的不同特性,结果显示KIR算法不仅能够提高TCP公平性,而且取得了比较理想的链路吞吐率.针对地球同步轨道GEO卫星环境,在NewReno,Sack,Tcpw三种TCP拥塞控制机制中对KIR算法的有效性进行了仿真验证.     

SDL在通信软件开发中的应用

本文阐述了目前在通信软件的开发中推广应用ＳＤＬＥ的必要性，并简要介绍了ＳＤＬ的基本概念及使用它开发软件的优点，同时给出实际工作中使用ＳＤＬ的一个范例。     

多通信方式的WSN汇聚节点的设计与实现

针对无线传感器网络汇聚节点通信方式单一的问题,设计实现基于PXA270处理器的、具有以太网、CF无线局域网及GPRS网络等多种通信方式的无线传感器网络汇聚节点,完成汇聚节点硬件平台引导加载程序的移植,构建无线传感器网络实验与研究平台。实际应用证明,多通信方式的汇聚节点具有较高的实用性。     

无线传感器网络感知节点的I~2C设备驱动设计与实现

针对I2C总线在控制外围设备方面的优势,提出了将I2C总线应用于无线传感器网络中感知节点传感器接入的方案,分析了I2C总线协议的数据传输流程,设计了基于TinyOS的I2C总线设备驱动程序架构,并实现了以ATmega 1281为微处理器的感知节点中光照传感器ISL29002的驱动程序;该驱动程序可以成功驱动传感器并已用于西北温室群监控系统中,应用表明驱动程序能够长期稳定工作。     

无线传感器网络汇聚节点LAN接口设计与实现

分析了无线传感器网络汇聚节点的通信功能需求,设计了基于PXA310核心处理器及10M/100M自适应DM9000以太网控制芯片的LAN接口硬件方案,满足了无线传感器网络汇聚节点数据可靠性传输的以太网通信结构;然后研究了在Linux平台下网络驱动程序的体系架构以及数据包的发送接收过程,并实现了基于设计的硬件平台汇聚节点以太网的驱动程序开发和具体的移植过程,实现嵌入式系统和设计的以太网硬件平台通讯功能;经实际应用表明设计汇聚节点的LAN接口能快速稳定传输数据。     

基于异常任务运行记录的WSN故障检测

针对传感器网络在资源受限部署后难以实施故障检测的问题,提出基于异常任务运行记录的故障检测方法。通过分析节点程序运行特征,建立节点行为状态模型,结合系统部署前的测试执行记录和卡方检验技术进行故障检测。实验结果表明,该方法与已有方法相比,能有效检测未知类型故障,且通信、存储和计算开销均较小。