LPR-MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议:LPR-MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

McCTRP:多信道跨层采集树路由协议

无线传感器网络中,单一信道传输模式下数据吞吐率的受限和易受到干扰的缺陷影响了数据传输的可靠性,而多信道传输技术能有效地解决吞吐量受限和单一信道干扰问题。但是,多信道传输的特点使得多数单一信道路由协议在多信道的情况下无法获得满意的性能。本文采取三项措施,设计实现了多信道采集树路由协议:一是采用自适应的信标发送机制,二是采用Extra Expected Number of Transmission(eetx)作链路质量估计,三是通过跨层设计,同步路由层和MAC层邻居表信息的插入与删除等操作。实验室初步实验的结果表明,该协议具有网络的聚敛速度快、拓扑结构稳定等优点,可实现数据的可靠传输。     

移动WSN节点不相交多路径路由算法

针对移动无线传感器网络不相交多路径路由中的路径断裂问题,提出基于HSV色彩空间的节点不相交多路径路由算法。采用HSV色彩空间模型为每条链路建立数值化的（h,s,v）三元组,使其属于不同的色彩平面,以寻找从源节点到目标节点的多条节点不相交路径。针对节点移动问题,设计基于可变时间间隔链路接收信号强度指示值探测的不相交多路径维护机制,该机制无需借助地理位置信息。实验结果表明,当使用3条路径传输时,该算法的数据传输成功率可达到80％以上,而对比的经典算法均低于70％。此外,其在网络吞吐量、能量消耗等方面也具有较好的性能。     

FIPES:一种新的故障注入评测无线传感器网络及其可靠性方法

在无线传感器网络(wireless sensor networks,WSNs)中,可靠性和容错性是评价WSNs性能的重要指标.尽管在实验室和仿真环境中很多WSNs协议均可取得良好的性能,但是在实际部署后,复杂的现场环境常会导致网络出现系统异常、通信中断、数据包丢失、可靠性下降等问题.由于现场环境限制,进行系统调试和故障分析变得非常复杂.提出一种在实验环境中向WSNs网络人为注入模拟现场干扰的故障,并通过观察注入故障后网络的反应以评价网络的可靠性和容错性的系统结构和实现方法.通过分析故障注入(fault injection,FI)后的网络性能,可以有针对性地对网络机制作出改进来提高网络的可靠性和稳定性.在一栋办公楼内分别用WSNs节点和故障注入节点做实验,实验结果表明,FIPES可以向WSNs注人多种故障,并可有效地评估网络的可靠性、丢包率等多种性能指标.     

焊接设备的数字化、网络化及群控系统

目前,数字化焊机已经实现多种焊接工艺,焊接特性通过软件的升级即可实现,具备了工厂信息化管理的条件.以数字化焊机为最小单元,组成的自动焊接系统、机器人焊接系统,通过工厂局域网与其他数字设备信息互通,网络化群控管理系统构建智能信息化工厂,在质量控制、效率提高,成本优化、考核依据方面将人的智慧与生产活动密切结合,促进其创新与进步并保证了信息通信的及时性、可靠性、准确性.山东奥太电气有限公司的群控管理系统经过多年的研究和应用,已走在国内前沿.     

LPR MAC:一种采用并行协商机制的低功耗多信道MAC协议

本文通过分析不同类型的多信道MAC协议的特点,指出了并行协商类多信道MAC协议存在的消失节点问题和通信竞争问题。针对上述问题,基于无线传感器网络节点的能量有效性,本文提出了一种新的多信道MAC协议：LPR MAC。本协议采用全网同步,时间上划分为多个时间片,节点在网络建立时随机选择某个时间片作为自己的固定接收周期,在接收周期按各自的伪随机序列在多个信道之间进行跳跃,并行协商,在其余时间片休眠。仿真结果表明,该协议减少了通信竞争程度,降低了能量消耗。     

供热计量远传系统的标准化需求

在热计量改造工程中,表具的运行管理是一个重要的领域。由于我国供热环境的复杂性以及供热期和收费标准的多样性,需要供热企业在供热计量过程中随时对表具的数据和运行正常情况加以监管。尽管热量表的通信接口已经标准化,但是集抄器和远传系统的通信数据缺乏相应的国家标准。尤其近年来随着基于分摊方式的多种计量方式在很多地区投入使用并获得推广,基于分摊的热计量表具也亟需一个标准化的通信协议。本文总结了在供热计量远传系统中需要标准化的各个部分,并论证了标准化的必要性和紧迫性。     

中心计算的无线传感器网络2-不相交路径路由算法

在多路径路由(multipath routing,MPR)算法中,不相交多路径路由(disjoint multipath routing,DMPR)算法具有更高的可靠性和容错性.DMPR算法面临的主要挑战有2点:不相交路径的选优问题和数据包在不相交路径上的传输问题.针对某些工业应用(例如矿井环境监测)中网络拓扑比较稳定,sink节点运算和存储能力较强等特点,提出了一种中心计算的2-不相交路径路由算法——CCDMPR算法.算法利用全网信息计算出从源节点到sink节点的近似最优2-节点(链路)不相交路径,然后生成仅包含<主父交节点,辅父节点>对和路径比特序列的微路由表并下传到每个节点;针对中心计算方式对链路状态变化的反应迟缓问题,采用了一种中心调度的自适应机制提高路径维护的灵活性.实验结果证明,CCDMPR算法能够显著减小平均路径长度,节省网络整体能量,并能提高数据传输的可靠性.     

FISDR:一种新的故障注入无线传感器网络性能评估系统

在无线传感器网络WSN中,可靠性和容错性是评价WSN稳定性的重要指标。在WSN的实际应用中常会发生很多故障(Fault)和干扰,采用故障注入FI技术可以向WSN人为地注入这些故障和干扰,通过观察注入故障后网络的反应来评价网络的可靠性和容错性,从而对网络机制进行改进来提高网络的可靠性和稳定性。本文提出的FISDR是一种采用故障注入的WSN性能评估系统,基于软件故障注入方法,采用一对一的方式通过特殊接口与WSN节点连接,向WSN节点注入故障命令。该系统一是可以有效地向WSN注入各种实际应用时可能遇到的故障和干扰并观察网络运行的状况;二是可以接收包括WSN节点和其它各种设备通过特殊接口发来的数据,并将其存储;三是配有上位机软件对网络拓扑结构进行监控、对传输成功率进行统计并对存储的大量信息进行分析,从而对WSN网络及其可靠性做出评价。本系统在一栋五层办公楼分别用数十个WSN节点和FISDR节点做实验,实验内容包括使用FISDR向WSN注入大规模的故障并统计网络的反应状况,验证FISDR故障注入的效果,从而对FISDR的性能进行测试和分析。实验结果表明,FISDR可以有效地向WSN注入各种故障以评价其可靠性,在测试WSN及其可靠性评价方面有很高的应用价值。     

基于多信道的MAC层协议在无线传感器网络中的应用

摘要：随着无线传感器网络在工业测控,医疗监护和智能建筑等领域的迅速发展,使用单一信道和信道竞争的MAC层协议已经很难满足这些应用的低功耗、抗干扰、高可靠性和可预测可控制时延等要求.基于多信道的MAC层协议是满足这些应用要求的一个重要手段.本文提出了系统的对多信道MAC层协议的分类方法,并总结和比较了到目前为止在无线传感器网络多信道MAC层协议方面的主要研究工作和国际标准化协议的研究进展,最后提出了在这个领域的若干研究课题和发展方向.