物联网技术于人文艺术之应用

近年来,物联网(Internet of Things,IoT)产业受到许多的关注,世界各国均视其为潜在无限商机的高科技产业,并投入大量的资源从事研发与推广。由于物联网的应用非常广泛,且透过物联网技术人类得以提升生活质量,让生活更加便利,因此,本论文首先简介物联网的背景及应用,并介绍其基本概念与架构。接着,本论文以「无线感测真菌人文树道」为例,针对物联网技术应用于人文艺术领域进行说明,并详细叙述其所使用到之各项软件、韧体及硬件技术,透过真菌的感测、无线通信及异质网络连网功能的设计,使真菌网络成为物联网在人文艺术应用的一个重要典范。     

基于IPv6的无线高原冻土监测系统

设计了一种新型的高原冻土监测系统。采用ARM7内核的MCU进行控制,并基于IPv6协议利用IPv6技术和GPRS技术相结合的方式,建立了可自组网的无线传感器网络,实现了对指定区域环境参数的实时监测。系统使用了多个土壤水分传感器、温度传感器、二氧化碳传感器、氮气传感器对高原冻土环境进行全方位实时观测。各监测点将数据通过基于IPv6的无线网络传送给汇聚节点,汇聚节点再通过GPRS网络将数据传送给监控中心。监控中心可以对数据进行记录和分析,更好地指导环境保护和建设工作。     

无线传感器网络连通恢复综述

针对无线传感器网络中连通恢复问题,分析和总结了近年来相关的主要方向和研究成果,同时对无线传感器网络连通恢复解决方法进行了分类和总结,并指出了其中的不足与未来的研究方向。     

带速度控制的能量高效的数据收集算法

无线传感网络中, 在保证节点能耗较低, 从而延长网络寿命的基础上, 减小数据收集时延是数据收集的核心问题。为此, 提出了一种带速度控制的能量高效的移动数据收集方法。该方法首先基于节点剩余能量进行动态分簇, 每个簇形成两个簇头来分担簇头能耗; 然后给小车装载双天线, 使得节点能够MIMO数据上传; 最后利用TSP问题找到一条最优路径, 并对移动小车的速度进行控制, 以便小车能够更快地收集数据。仿真实验结果表明, 该方法能够均衡网络流量, 延长网络寿命; 与其他算法相比, 数据收集时延较短。     

一种基于SBL和APIT的混合定位算法

由于子区域分割粒度的限制,基于阶次序列的定位算法(Sequence-based localization,SBL)存在边缘区域节点定位误差较大和不能保证平均定位误差性能的问题。针对这些问题,提出了一种基于SBL和APIT的混合定位算法,利用APIT信标三角形切割SBL算法子区域,减小子区域面积,实现了分割粒度的细化。通过预先进行系统训练,优化了混合算法的加权系数,进一步提升了算法的定位精度。仿真结果表明,相比于原算法,所提出的混合算法有效地提升了边界区域节点的定位精度,其平均定位误差降低了17.9%,使基于阶次序列的定位算法的定位精度得到了有效改善。     

一种基于移动P2P平台的无线传感器网络体系结构

借助P2P思想,构建一个基于移动网络基础设施提供对等服务的无线传感器网络体系结构。移动网络充当移动P2P平台,提供一种普适的传感器组网。代表传感器网络的网关节点隐藏了其实现细节,在P2P模式工作下向用户提供更加优质的个人服务。此外,还讨论了服务平台构建过程中的一般性问题。     

基于无线传感器网络的水质监测系统设计

使用传统的有线水质监测系统进行水环境污染检测时,存在监测点数量多、监测时间长等问题。为此,提出一种基于无线传感器网络的水质监测系统。通过无线传感器节点对被监测水域进行水质参数的数据采集,将采集到的数据经过Zigbee网络进行汇总及处理,并经过GPRS网络及时地远程传送给监管部门,从而实现对河流水质情况的实时、有效的监督和管理。对水质监测系统的软硬件电路设计进行介绍,并实现对系统的软硬件连调。实验结果证明,该系统能够满足组网要求,可较好地应用于水质监测领域。     

WSN中基于线性规划的多类别目标覆盖算法

多类别目标覆盖问题是目前无线传感器网络中的研究热点。针对现有目标覆盖算法在时间效率、网络生命周期等方面的不足,将多类别目标覆盖问题建模为基于线性规划的网络生命周期最大化问题,提出一种基于分簇的目标覆盖算法。该算法依据节点的剩余能量和感应能力,在每个簇结构内求解最优覆盖集的基础上得到接近于最优解的全局覆盖集,进而调度节点相应的感应模块去覆盖其感知范围内同属性的目标。实验结果表明,该算法是有效的,在网络生命周期和时间效率等方面均优于CWGC方案,接近于线性规划最优值。     

无线传感器网络中一次性数字签名算法设计

一次性数字签名算法是构造密码协议的基础算法,可用于认证无线传感器网络(WSN)中传输数据的真实性和完整性。针对WSN的应用需求,给出一种高效的一次性数字签名算法。与现有一次性签名算法相比,该算法生成签名简单快捷,只需执行一次模指数乘法运算;签名长度短,只需传输一个群元素;适用范围广,能根据待签名消息的长度自动适配对应的公钥参数,该特性非常适合WSN中数据传输量较小的应用;同时该算法还能在标准模型下得到形式化的安全证明,其抗伪造攻击安全性可归约为双线性映射群中计算的Diffie-Hellman数学难题。     

低功耗WSN节点及其接口协议的设计

提出了一种基于MSP430和CC2530的低功耗无线传感器网络节点的设计方法。从硬件和软件两个方面阐述了这种设计方法及其具体实现,通过实验完成了对节点消耗电流的测量和分析。应用结果表明,采用这种方法设计的节点能够在低功耗的条件下稳定可靠地工作。