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。     

WSN中入侵节点检测的节点测距方法

提出基于节点测距的无线传感器网络（WSN）入侵节点检测算法,用于检测无线传感器网络中是否存在外来的伪造节点。该算法运用节点自身的各种传感器进行节点间测距,通过综合分析测距结果保证该算法能成功检测到网络中存在的伪造节点,检测中不需要网络同步时钟和节点位置信息。该算法可适用于不同规模、不同应用的无线传感器网络。通过理论分析和仿真实验验证了该算法在无线传感器网络节点攻击检测中的有效性和可行性。     

随机分布WSN中sink节点部署研究

多sink节点数量和位置的合理部署能有效延长无线传感器网络寿命、控制网络成本。基于随机分布无线传感器网络结构,建立了网络寿命模型和成本模型,并采用网络寿命成本比(RLC)推导出使网络寿命和网络成本综合最优的sink节点数目的表达式。同时,还提出RDF算法可以在给定sink节点数目的情况下,快速有效地确定sink节点位置。通过理论分析和仿真验证,证明采用本文提出的部署策略能有效延长网络寿命,同时降低网络部署成本。     

WSN中APIT节点定位改进算法研究

为了提高无线传感器网络中APIT定位算法的定位覆盖率,提出了Min-max方法与APIT相结合的定位算法。改进算法不需要额外添加硬件,且容易实现。仿真结果表明改进算法与APIT算法相比定位覆盖率有显著提高。     

基于WSN节点部署中数据采集能量优化研究

针对无线传感器网络(WSN)数据采集能量利用率低和网络生命周期短的问题,本文利用 Mobile Sink(MS)采集簇内簇头的数据,提出了一种结合簇头选取和MS路径优化算法(LEACH-sink)。即先使用低功耗自适应分簇(LEACH)算法选取簇头并确定位置,然后根据簇头的位置采用蚁群结合遗传算法规划MS最短路径,MS通过该路径对每个簇头数据进行收集。实验结果表明,该算法选取簇头的同时还可以及时规划最佳收集数据的路径,与传统的算法相比提高了数据传输比率、能量利用率、簇头产生比和系统的稳健性,且网络生命周期提高了60%。     

基于Z-Stack的WSN节点中断程序设计

提出一种基于Z-Stack的WSN(Wireless Sensor Network,无线传感器网络)节点中断程序设计方案.系统采用TOP-WSN物联网教学实验系统作为硬件平台,利用中断方式实现对于传感器节点数据的实时采集.数据信号由传感器本身发出,使得节点上的CC2430芯片产生外围中断,再由协议栈经过适当处理后发送到...     

无线传感器网络节点的低功耗设计

无线传感器网络(WSNs)能够协作地实时监测、感知和采集各种环境对象的信息,并将信息传递给系统用户主机进行分析处理。节点具有感知和路由的功能,在实际的应用中,功耗是影响节点工作寿命的关键因素。设计分析了WSNs系统功率消耗的构成,并从硬件和软件方面提出和总结了WSNs的低功耗设计方法,设计了一种低功耗的WSNs节点,并进行了测试,结果证明:该方法适合WSNs节点的应用,具有易使用、低功耗特点。     

低功耗无线传感器网络节点的设计

在对无线传感器(WSNS)网络体系结构、传感器节点的特点、功能分析的基础上,给出了无线传感器网络节点的软硬件低功耗设计与实现方案.传感器节点以低功耗嵌入式处理器MSP430F1611为核心,TinyOS为嵌入式实时操作系统,配以基于IEEE 802.15.4的MAC层协议的无线传输模块作为网络数据出口以及CC2420无线收发器,可以实现高速的数据采集和可靠的数据传送,能够较好地达到低功耗和实时性的要求.测试结果证明:该平台适合节点的应用,具有易使用、低功耗特点.     

WSN中节点功率不对称对网络寿命的影响分析

针对功率不对称的无线传感器网络中网络寿命问题进行分析,通过数学分析与计算机辅助分析相结合的方法,分析得到了网络寿命与非对称情况的关系式。从节点的平均寿命的角度来看,网络的寿命会随着网络中节点的功率不对称的程度增加而减小。     

WSN中基于博弈论的节点功率控制算法

针对如何降低无线传感器网络中节点传输的能量消耗,延长网络生存周期,本文将博弈论引入WSN功率控制中,综合考虑节点的剩余能量、发射功率等因素构建效用函数,将剩余能量较大的节点作为下一跳节点,连接其他节点并承载较多的传输任务.节点在通信过程中以功率博弈算法作为策略方案,不断调整各自的策略,提高信息传输的准确率,并证明该算法纳什均衡的存在.仿真结果表明,与传统分布式功率控制算法相比,该算法通过控制节点传输功率实现了降低能耗的目的,能更快迭代出最优发射功率,并得到较大的信干比.     

无线传感器网络(WSN)安全综述

总结并分析了国外近年来无线传感器网络（WSN）在安全协议、算法、体系结构、运行系统等方面的研究,掌握了当今世界无线传感器网络安全发展的动态,找出主要的问题,探索解决的方案,可以为进一步开展研究拓宽思路。     

基于无线传感网络的环境监控系统的设计和实现

环境监测是一种典型的传感器网络应用,主要实现了一种基于无线传感网络的环境监控系统,提出了传感器节点-基站-服务器-用户四层结构.设计了硬件实验平台,移植了TinyOS操作系统,并重点介绍了多跳路由协议、链路估计算法以及应用程序的实现.最后,对系统功能进行了总结,提出了进一步改进的方案.     

基于二阶段差分演化的WSN节点定位优化

由于非测距的WSN节点定位算法DV-Hop定位精度不高,引入智能优化算法后有效提高了定位精度,但迭代次数过大,节点能耗相对过高,而在较少信标节点和较短的通讯信半径条件下,传统智能优化算法难以生效。针对这种情况,提出了基于二阶段的差分演化定位优化算法。仿真实验设计在100m×100m正方形的区域内,随机分布100个无线传感器节点,首先用DV-Hop算法进行第一阶段粗略定位,然后在第二阶段用差化演化算法对定位进行优化,为了对比各种算法在低能耗（很少迭代次数）下的表现,优化过程只迭代了10代,最后得到节点坐标。实验结果表明,算法能获得更好的定位精度和具有更好的稳定性。该算法在极少迭代次数的条件下,在信标节点稀疏和通信半径较短的特殊情况下,获得满意的定位精度和更好的稳定性。     

学习自动机结合节点功率自适应调整的WSN目标覆盖方案

针对大多数现有无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)目标覆盖方案没有考虑传感器功率(传感范围)可调的问题,提出一种基于学习自动机(Learning Automata, LA)和节点功率自适应调整的WSN的目标覆盖方案。利用LA算法根据节点能量自适应调整节点的发射功率,构建能够覆盖所有目标的覆盖集,并通过精简过程获得最小覆盖集,从而减低节点的能耗,提高网络的生命周期。通过实验研究了传感器数量和目标数量对网络寿命的影响,并将该方案与基于贪婪算法、遗传算法的方案进行比较,结果表明,该方案能够获得更多的覆盖集和更长的网络寿命。     

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。     

WSN的对偶密钥路径本地搜索算法

无线传感器网络中基于规则网络的密钥预置方案具有预置开销小、寻径快等特点,但这类方案直接对偶密钥建立的概率较低。该文基于已经存在的节点连通集团,针对传感器网络对偶密钥连通图,提出层次连通框架,定义节点层次连通度,给出节点本地搜索算法。仿真结果表明该算法能提高节点的平均密钥连通度。     

WSN中运动物体监测的节点控制策略

针对对运动物体监测时可能存在节点漏检的问题,提出一种运动物体监测的节点控制策略。监测节点利用邻跳节点的位置信息计算运动物体的速度估计函数和方位角估计函数,在方位角估计函数范围内的节点根据速度估计函数计算运动物体到达的估计时间,并在此后的一段时间内增加节点占空比以提高感知概率。仿真结果表明,该策略有效提高节点的感知概率,减小无线传感器网络的监测失真度。     

基于遗传算法的WSN节点定位技术

提出一种基于遗传算法的无线传感器网络节点自定位技术,在算法的第1阶段利用采样方法对节点初始位置进行初步估计,在 第2阶段采用遗传算法对节点初始位置进行求精。仿真实验结果表明,该算法在锚节点比例较低的情况下仍然能够对未知节点进行准确定位,且定位精度更高。     

能量均衡的WSN非均匀分簇路由算法

针对现有无线传感器网络（WSN）分层分簇路由算法存在的能耗不均衡问题,提出一种能耗均衡的WSN非均匀分簇路由算法。该算法通过在已划分的非均匀区域中构建中间层达到均衡簇首和其他节点能耗的目的,实现WSN整体能耗均衡。实验结果表明,该算法能均衡WSN能耗负载,提高WSN的能量效率,延长100轮～200轮WSN生命周期。     

基于综合支持度的WSN节点分类方法

簇中节点分类管理对于提高无线传感器网络的性能至关重要。基于此,提出一种基于综合支持度的传感器节点分类方法,其核心是利用误差函数和模糊关联函数获取节点感知数据的综合支持度,并结合综合支持度的增量,将节点及其感知数据划分为可靠和不可靠 2类,为准确实施冗余节点和不可靠节点的行为控制提供可行性。仿真结果表明该方法能够有效地实施节点分类。