无线传感器网络研究进展

无线传感器网络因其巨大的应用前景而受到学术界和工业界越来越广泛的重视．介绍了无线传感器网络的基本概念以及具有应用代表性的研究项目，总结提出了网络协议体系结构框架并简要介绍了各主要研究方向的最新进展，本文还针对最受关注的数据链路层协议、网络层路由协议、协议栈优化、能耗管理以及网络仿真技术等几个研究热点做了比较详细的研究进展综述．  

一种新的无线传感器网络分簇模型

从工业现场应用的角度对无线传感器网络进行研究，提出了一种新的双簇头分级模型。该模型在单簇头模型的基础上增加了一个冗余簇头节点，在簇头节点电池耗尽或出现故障之时，冗余簇头节点能够实时切换成簇头节点以维持簇稳定工作。介绍了双簇头分级模型的工作原理、覆盖范围和能耗管理，并且对该模型的性能进行了实验仿真，实验结论证明双簇头分级模型比之单簇头分级模型有更好的稳定性和安全性，以及长的生存时间而更适合应用于工业现场。  

无线传感器网络中的路由技术

近几年,对无线传感器网络的研究悄然兴起。它是在数字电路、无线通信、微电机系统(Micro-Electro-Mecha-nismSystem,MEMS)等技术的基础上发展起来的一种新兴网络,在军事、医疗、家用等多个领域均有广阔的应用市场。该文介绍了无线传感器网络的体系结构,重点讨论了适用于传感器网络的路由技术等关键技术。  

非平稳自相似业务下自适应动态功耗管理

动态功耗管理(dynamic power management,简称DPM)是一种优化计算机设备能量消耗的设计技术,优化效果依赖于采用的功耗管理策略和控制算法.研究表明,传统排队论的指数分布假设不适用于DPM策略研究,DPM最优策略是超时策略,超时策略可以获得很好的节能效果的理论原因是计算机系统业务请求具有自相似性.提出了当空闲时间长度服从Pareto分布时,基于截尾均值法小样本情况下Pareto分布形状参数的稳健有效估计算法和基于窗口大小自适应技术非平稳业务请求下的DPM控制算法.实验结果表明,该算法具有很好的稳定性,在不考虑其他条件约束时,竞争率可降到1.24,在延迟率小于0.10的条件下,竞争率可降到1.47,而且算法计算负荷小.  

无线网络传感器能量收集管理技术

电源问题是无线网络传感器中的关键问题.只有提供长期有效的能源才能使网络传感器降低维护运行成本,进一步体现其巨大优势.本文首先以机械振动和光能收集的两种具体方法为例,对无线传感器的能量收集进行介绍;在能量管理中引进先进的电源动态管理技术,对能量实现有效利用,对储存元件-电池储存能量关键技术进行研究;最后对降低电能消耗的几种途径进行探讨.本文对无线网络传感器的能源设计具有重要的理论和应用意义.  

虚拟化云计算平台的能耗管理

数据中心的高能耗是一个亟待解决的问题.近年来,虚拟化技术和云计算模式快速发展起来,因其具有资源利用率高、管理灵活、可扩展性好等优点,未来的数据中心将广泛采用虚拟化技术和云计算技术.将传统的能耗管理技术与虚拟化技术相结合,为云计算数据中心的能耗管理问题提供了新的解决思路,是一个重要的研究方向.文中从能耗测量、能耗建模、能耗管理实现机制、能耗管理优化算法4个方面对虚拟化云计算平台能耗管理的最新研究成果进行了介绍.论文分析了虚拟化云计算平台面临的操作管理和能耗管理两方面的问题,指出了虚拟化云计算平台能耗监控与测量的难点;介绍了能耗监测步骤及能耗轮廓分析方法;提出了虚拟机系统的整体能耗模型及服务器整合和在线迁移两种关键技术本身的能耗模型;从虚拟化层和云平台层两个层次总结了目前能耗管理机制方面取得的进展;并对能耗管理算法进行分类、比较.最后对全文进行总结,提出了未来十个值得进一步研究的方向.  

嵌入式系统的低功耗设计

低功耗设计是便携式设备的普遍要求。研究表明，制定合理的电源管理策略是降低系统功耗的关键所在。  

无线传感器网络动态功率管理方法

为了最大限度节约能源的使用,使无线传感器网络使用寿命延长,提出了利用小波和Kalm an滤波的一种动态功率管理方法。该方法通过使用小波、Kalm an和AR对下一事件到达时间的预测来决定传感器进入何种的功率状态,使得在尽可能低的事件丢失率下减少传感器总体能量损耗。仿真实验结果表明:这种方法是有效的。  

基于随机决策模型的动态功耗管理策略研究

由于功耗的严格约束,现代嵌入式计算终端必须采用科学的动态功耗管理策略.文中在对计算机系统的动态功耗管理(Dynamic Power Management,DPM)模型深入研究的基础上,采用改进的DPM随机决策模型,从理论上证明了DPM最优策略是确定性马尔可夫策略,这为简化DPM控制算法提供了理论依据.在实例研究中,比较了空闲时间长度服从负指数分布与Pareto分布两种情况,发现经典的空闲时间长度服从负指数分布的假设与实际情况偏差很大.Pareto分布很好解释DPM超时策略在实际应用中可以取得优良节能效果这一现象.  

从环境中获取能量的无线传感器节点

研制了一种可从环境中获取能量的无线传感器节点,该节点用太阳能光伏电池和温差电池作为生能器件,用超级电容器和锂离子电池作为储存器件,并采用低功耗的能量管理策略,实现了能量的充分利用。研究了在夏季和冬季时超级电容器和锂离子电池的充电特性,并给出了无线传感器节点的功率曲线。实验表明,在夏季,太阳能光伏电池和温差电池在四天内可将锂离子电池充满,充满后的锂离子电池可在无光照的情况下保证无线传感器节点连续工作七天。