楼字中火灾监测无线传感节点覆盖算法研究

该文介绍了无线传感网络在智能楼宇中的应用,详细分析了基于无线传感网络的楼宇火灾监测预警系统的系统结构,并从数学角度论证了一种在楼宇环境内应用的无线传感网络节点高效覆盖算法,有效地解决了冗余覆盖问题。     

面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议

无线传感器网络作为物联网的重要组成部分,广泛应用于环境监测、医疗健康、智能家居等领域.身份认证为用户安全地访问传感器节点中的实时数据提供了基本安全保障,是保障无线传感器网络安全的第一道防线;前向安全性属于系统安全的最后一道防线,能够极大程度地降低系统被攻破后的损失,因此一直被学术及工业界视为重要的安全属性.设计面向多网关的可实现前向安全性的无线传感器网络多因素身份认证协议是近年来安全协议领域的研究热点.由于多网关无线传感器网络身份认证协议往往应用于高安全需求场景,一方面需要面临强大的攻击者,另一方面传感器节点的计算和存储资源却十分有限,这给如何设计一个安全的多网关无线传感器网络身份认证协议带来了挑战.近年来,大量的多网关身份认证协议被提出,但大部分都随后被指出存在各种安全问题.2018年,Ali等人提出了一个适用于农业监测的多因素认证协议,该协议通过一个可信的中心(基站)来实现用户与外部的传感器节点的认证;Srinivas等人提出了一个通用的面向多网关的多因素身份认证协议,该协议不需要一个可信的中心,而是通过在网关之间存储共享秘密参数来完成用户与外部传感器节点的认证.这两个协议是多网关无线传感器网络身份认证协议的典型代表,分别代表了两类实现不同网关间认证的方式:1)基于可信基站,2)基于共享秘密参数.分析指出这两个协议对离线字典猜测攻击、内部攻击是脆弱的,且无法实现匿名性和前向安全性.鉴于此,本文提出一个安全增强的可实现前向安全性的面向多网关的无线传感器网络多因素认证协议.该协议采用Srinivas等协议的认证方式,即通过网关之间的共享秘密参数完成用户与外部传感器节点的认证,包含两种典型的认证场景.对新协议进行了BAN逻辑分析及启发式分析,分析结果表明该协议实现了双向认证,且能够安全地协商会话密钥以及抵抗各类已知的攻击.与相关协议的对比结果显示,新协议在提高安全性的同时,保持了较高的效率,适于资源受限的无线传感器网络环境.     

基于Zig Bee与GPRS的水产养殖环境无线监控系统的设计

针对目前国内水产养殖环境监控系统的研究现状,综合传感器技术、Zig Bee无线传感器网络技术和GPRS通信技术,设计并实现了一个无线监控系统.提出了一种改进的无线传感器网络路由协议,可降低路由消耗,提高可靠性.实验结果表明:系统可远程监控养殖环境现场,改进后的路由协议也更适用于水产养殖环境监控系统.     

Analysis of low power wireless links in smart grid environments

Recently, wireless sensor networks (WSNs) have been used in various smart grid applications, including remote power system monitoring and control, power fraud detection, wireless automatic metering, fault diagnostics, demand response, outage detection, overhead transmission line monitoring, load control, and distribution automation. However, harsh smart grid environment propagation characteristics cause great challenges in the reliability of WSN communications in smart grid applications. To this end, the analysis of wireless link reliability and channel characterizations can help network designers to foresee the performance of the deployed WSN for specific smart grid propagation environments, and guide the network engineers to make design decisions for the channel modulation, encoding schemes, output power, and frequency band. This paper presents a detailed analysis of low power wireless link reliability in different smart grid environments, such as 500 kV outdoor substation environment, indoor main power control room, and underground network transformer vaults. Specifically, the proposed analysis aims to evaluate the impact of different sensor radio parameters, such as modulation, encoding, transmission power, packet size, as well as the channel propagation characteristics of different smart grid propagation environments on the performance of the deployed sensor network in smart grid. Overall, the main objective of this paper is to help network designers quantifying the impact of the smart grid propagation environment and sensor radio characteristics on low power wireless link reliability in harsh smart grid environments.     

Design and implementation of a smart system for personalization and accurate selection of mobile services

Wireless mobile services are computing applications that run on handheld wireless devices. Such applications must work within the daunting constraints of the devices, which include memory, processing power, input capabilities, and size of display. It is therefore important that mobile services take into account the user’s context, optimize resource usage, and minimize input effort imposed on the user. In this paper, we present the design and implementation of a smart agent-enabled system for personalizing wireless mobile services and advertisements for Java 2 Micro Edition (J2ME) or Java ME, and Wireless Application Protocol (WAP) enabled devices. We use software agents for context filtering because such autonomous software entities have characteristics that can benefit mobile devices and the wireless environment, and the Composite Capability/Preference Profiles (CC/PP) standard for defining profiles for user preferences and device capabilities. The system incorporates the use of artificial neural networks to adaptively and iteratively learn to select the best available service based on contextual information. The system is evaluated using practical operating scenarios, as well as empirical data and results show an 87% success rate in the selection of the best available service.     

基于WIFI+GPRS的无线传感器网络监控系统

传感器网络是一个将传感器技术、嵌入式系统、通信网络技术相结合的网络,实现数据采集、无线定位、远程监控、设备管理等功能,结合ZigBee、WIFI、GPRS等无线网络的优点,构建一个异构无线传感器网络,实现无线网络和移动通讯刚络的远程数据采集、定位与控制、异常事件报警,系统通过无线传感器终端节点进行数据采集,利用具有接收、转发数据助能的无线网络接收,实现异构网络终端设备间的数据交互与共享,达到无线定位,短信报警、上位机软件监控的目的．     

基于体域网的个人健康监护系统设计

体域网(BSN,body sensor networks)是以人为中心,由分布在人体表、贴身衣物上,或身体内部检测人体生命体征的多个传感器节点以及个人智能终端组成的无线通信网络.介绍了一种基于ZigBee和蓝牙无线通信协议的个人健康监护体域网系统,该系统通过3G智能手机终端控制穿戴在人体上的传感器节点,实时采集人体血氧、心音、心电和血压等生命体征参数,并以无线通信方式依次传送至智能终端显示,进一步实现与社区医院或中心医院的远程数据交互.系统终端应用程序运行在Android操作系统下,界面设计友好,适用于所有Android操作系统的3G智能手机用户.     

基于地址空间的树型网络地址分配

无线传感器网络(WSN)是由大量部署在监测区域内的微型传感器节点通过无线通信方式组成的一个多跳、自组织的网络。分布式的环境感知能力和简单灵活的部署方式,使得WSN成为影响人们日常生活的重要因素;并且随着微电子技术和通信技术的不断发展,WSN已被广泛应用于国防军事、环境监测、医疗健康、智能家居和工业制造等领域。ZigBee是一种支持低速率传输、低功耗、安全可靠的面向可用产品及应用的无线个人局域网的全球标准,与蓝牙、Wi-Fi等其他无线个人局域网标准不同,其提供了低功耗的无线树状和网状网络,可以支持上千个无线传感器设备在网络中使用。ZigBee技术的分布式地址分配机制(Distributed Address Assignment Mechanism,DAAM)中存在网络孤立节点,这种情况导致闲置地址无法使用,且造成了资源浪费。针对这一问题,提出了一种新的树型网络地址分配和路由算法(Address Assignment Algorithm for Tree Network,AAN),在保持与原有协议兼容的基础上通过协调器节点对网络进行维护和控制,各节点根据算法设定的步骤依次进行地址空间分配。该算法可以减少网络中的闲置地址空间及网络中的孤立节点数,优化网络拓扑结构,减少建立与维护路由表所需的时间与存储空间。仿真实验结果表明,所提算法在地址分配成功率、孤立节点数以及网络深度方面优于DAAM算法。     

智能电网WCSN安全体系架构研究

作为下一代电力系统,智能电网应具备向电网控制中心实时可靠传输信息的能力。为了解决智能电网无线传感器网络面临的异构无线网络共存、频谱资源紧张和海量数据处理等问题,我们在智能电网引入了无线认知传感器网络的理念。文章分析了在智能电网中引入认知无线传感器网络（WCSN）的必要性,列举了智能电网、认知无线电网络和无线传感器网络的相关研究成果,描述了智能电网WCSN分层结构包括家域网、邻域网和广域网,提出了智能电网WCSN安全架构。     

基于无线传感器网络的环境监测系统的设计

文章提出了一种基于无线传感器网络的企业环境监测系统的设计方案,详细阐述了环境监测系统的体系结构以及无线传感器网络节点的硬件设计和软件功能的实现方法。该系统采用低功耗设计,运行稳定、精度高,可实现对企业环境在无人值守下的远程实时监测。     

基于ZigBee技术的无线智能安防系统的设计

为实现家庭安全无线实时监控,设计基于ZigBee技术的无线智能安防系统。ZigBee无线传感网络由CC2430收发模块R、各种探测传感器组成。传感器采集的信号经CC2430收发模块传至PXA270主控模块,主控模块依节点状况判断是否有异情后,通过GPRS和Internet方式通知用户,驱动摄像功能抓拍现场,并发出声光报警,实现家庭的消防、防盗以及远程传输监控功能。测试结果表明:系统具有警报响应快、可靠性高、易于扩展、便于推广等特点。     

基于iOS的智能家居安防系统移动端设计

基于iOS平台的设计与开发技术,在异构网络中实现一种智能家居报警系统,用以解决智能家居中的安防问题。在该安防系统中,信息采集端由ZigBee无线传感器节点（监控节点）以自组织方式构成,可采集监控区域的实时信息并将报警信息传递给服务器。基于iOS技术开发的移动客户端可帮助用户采取相应的报警处理和操作措施。     

污水重金属监测与移动预警系统

针对企业污水排放重金属监测分布范围广、环境恶劣的特点,设计了基于无线传感网络、J 2 M E技术的污水重金属监测与移动预警系统。在污染水区部署传感器节点,通过ZigBee无线传感网络传输采集数据,经GPRS网络到达智能手机;同时数据经由无线基站和Internet传送至监测中心,手机客户端既可从GPRS网络获取超限报警数据,也可从监测中心获取重金属污染动态分析数据,实现了实时监测和移动预警。     

面向水环境监测的无线传感器网络数据视频基站设计

基于无线传感器网络的水环境监测系统包括数据监测节点、数据视频基站、远程监测中心等三部分,可对水温、pH值、浊度、电导率、溶解氧等水环境参数和重点区域的视频信息进行感知、采集、处理和传输,进而实现对水库、湿地、湖泊、江河、海洋等大范围水域的监测。数据视频基站在监测网络中充当数据监测节点和CDMA网络之间的网关,是整个系统的通信枢纽。本文研究了一种基于ARM-DSP双处理器架构的数据视频基站,并阐述了其硬件系统和软件系统设计。该基站采用ZigBee和CDMA无线传输技术,实现了基站与传感器网络、基站与远程监测中心的双向高效通信,满足了水环境远程实时监测系统的要求,在工业控制、智能家居、医疗监护、智能交通等领域亦具有广阔的应用前景。     

移动传感器网络实验平台的设计与实现

本文针对无线传感器网络机动能力欠缺、无重部署能力的问题,设计并实现了一种具有机动能力的无线传感网络平台.该平台主要由一个汇聚节点和多个移动节点组成,移动节点和汇聚节点间通过多跳的方式进行数据交换.每个移动节点均具有传感、计算、通讯和机动能力,用户可以根据需要实时地改变节点的部署情况.演示实验结果表明,该平台在摄像头的监控下具有节点重部署的能力.     

Remote monitoring of electromagnetic signals and seismic events using smart mobile devices

This study presents the design and development of a novel mobile wireless system to be used for monitoring seismic events and related electromagnetic signals, employing smart mobile devices like personal digital assistants (PDAs) and wireless communication technologies such as wireless local area networks (WLANs), general packet radio service (GPRS) and universal mobile telecommunications system (UMTS). The proposed system enables scientists to access critical data while being geographically independent of the sites of data sources, rendering it as a useful tool for preliminary scientific analysis.     

基于物联网的海洋环境监测系统的研究

针对当前海洋环境监测的现状,为实现海洋环境监测的自动化,设计了一种基于物联网技术的海洋环境监测系统.该系统综合运用无线传感器网络技术、嵌入式计算技术、3G无线通信技术、GIS空间信息处理技术等,实现了海洋环境动态在线监测、数据实时处理及可视化展示的功能.     

一种新型的嵌入式智能图像传感器设计

提出并设计一种新型的嵌入式智能图像传感器,该传感器具备一定的室外场景(主要为道路和公共场所)状态感知能力,适用于分布式智能视频监控系统.本文采用基于统计学习的方法实现了运动前景图像检测和阴影消除,并在此基础上完成运动目标行为分析,实现了关键区域保护、监控目标移动检测以及镜头遮挡保护等智能视频监控功能.本文所设计的视觉分析算法适用于复杂的室外环境,适合于实时计算.在算法的实现中充分利用了该嵌入式智能图像传感器硬件设计的优点,在实验中取得了良好的效果.     

WSN环境监测系统节点功耗与能量预警研究

良好的核心机房环境条件对于各类园区网络的正常运行至关重要,因此配备环境监测系统已经成为核心机房的一项妊备措施。针对传统监测系统布线的灵活性差等问题,本文提出了一种具有能量感知的节能无线传感器网环境监;受4系统。节点设计采用Jennic公司的JN5139SOC芯片,集成编译环境采用开源软件Code：：Blocks,其内部运行由简单任务调度器BOS来统一管理。最后结合本单位核心机房实际情况,经过实际测试,给出了恰当的节点布置方案、节点节能发射功率值,实现了能量监测预警功能。此方法不仅可以用于机房环境监测,对于其他环境监测,如现代化养殖场的环境监测同样适用。