基于邻域势函数的无线传感器网络模糊分簇算法

为解决冶金工业中网络拓扑稳定情况下的分簇问题,提出了一种基于节点邻域势函数的无线传感器网络模糊分簇算法.该算法将邻居节点的势函数信息作为模糊C均值隶属度矩阵的权值,用于网络分簇,提高了网络的负载均衡指数,确保分簇更加均衡.仿真实验表明,与LEACH相比,该算法使网络生命周期提高了93.6%,大幅延长了网络生命周期.     

分簇传感器网络数据传输容错策略的研究

无线传感器网络的许多应用场合需要数据传输的可靠性,因此无线传感器网络数据传输的容错性一直是相关领域的研究重点.传统的1+1数据保护模式会给网络增加较大的负载,并不适合于资源受限的无线传感器网络.利用网络编码实现传感器网络链路容错策略,在保证数据传输容错性的同时还可以降低网络中传输的数据包数量,从而可以节省节点的耗能,延长网络的生存时间.     

无线传感器网络中最优分割圆定位算法

为提高无需测距定位算法精度,提出一种最优分割圆定位(OPCL)算法.以节点通信半径做分割圆,将待定位节点附近的锚节点分割为圆内及圆外两部分,定义匹配函数以量化衡量分割结果与实际一、两跳锚节点集合的匹配程度.在一定搜索范围和搜索粒度下,取最优分割圆的圆心作为目标位置.算法综合利用了节点连通性约束及非连通性约束.仿真结果显示,与同类的质心算法、最小包含圆算法相比定位精度显著提升,尤其是对边缘节点定位效果更明显.     

多媒体传感器网络中被动目标定位算法

针对被动目标定位问题,提出了一种多视觉感知节点协同定位算法.与传统的视觉目标定位方法不同,该算法无需进行训练或特征识别,而是各个节点基于机器视觉理论,将目标投影为定位平面上的一条直线,并使用Hough变换将该直线映射为Hough空间中的一个离散点,最后对离散点进行正弦曲线拟合,拟合参数即为目标的最终位置估计.根据视觉感知节点所处高度及分辨率引入置信度参数,进一步提高了多视觉感知节点协同定位算法精度.最后分析了算法的时间复杂度,并通过实验验证了该算法可以获得5 cm以上的定位精度.     

基于蚁群的无线传感器网络概率路由算法

针对多数无线传感器网络路由算法易在网络中形成关键节点,而节点的失效往往导致整个网络的失效问题,提出了将随机思想与蚁群算法的特征相结合的一种新的概率路由计算方法.实验表明,该算法对延长整个网络的有效生存时间的效果较好.     

移动无线传感器网络中的网络分割

移动无线传感器网络因为传感器节点具有自主移动能力而使网络无法持久保持稳定的连通性,导致网络长时间处于被分割成多个局部子网的状态.通过对网络动态分割的深入研究,从物理层、链路层分析产生网络分割的原因,定义网络分割时间比、网络分割度和网络承载率等指标,量化地分析了网络分割问题.通过仿真实验得到的大量实验数据,揭示出移动无线传感器网络连接在网络分割方面的两个特征:网络分割时间比与节点数目呈反比,网络承载率与网络分割度的稳定性呈正比.研究结果既可为无线传感器网络的实际应用提供依据,又可为上层协议的研究提供有价值的参考.     

无线传感器网络拥塞控制技术分析

本文分析了其研究现状,对拥塞避免与拥塞解除进行了探讨,同时分析了存在的问题与研发方向.     

移动无线传感器网络中链路层连接变化分析

动态无线传感器网络中的一个关键问题就是节点移动对网络连接变化的影响.分析了移动无线传感器网络链路层中影响连接变化的因素,即节点移动速度和网络承载率,并以速度半径比的概念有效地描述节点在网络中的移动速度,研究了二者共同作用时的影响情况.通过对网络中链路层连接变化的深入研究和仿真实验得到的大量实验数据,最后得出连接变化率随着速度半径比增大而增大,随着网络承载率增大而减小的结论;该结论既可为无线传感器网络的实际应用提供依据,又可为上层协议的研究提供有价值的参考.     

动态分簇的异构传感器网络安全路由协议

当前很多无线传感器网络路由协议没有将安全因素考虑在内,而且一些已有的安全方案没有紧密结合典型分簇路由协议的运行机制,因此提出一种基于动态分簇的异构传感器网络安全路由协议(secure routing for dynamic clustering,SRDC).该协议在优先考虑能耗问题的基础上,通过多种安全机制实现密钥协商和节点认证以及高效的组密钥更新.实验表明,新的协议能够有效延长网络的生命周期,并且能给网络提供较强的抗俘获能力.     

无线传感器网络中基于CLARA节能的组密钥管理方案

分析了无线传感器中节点地理位置对于设计节约能量的组密钥管理方案的重要性,讨论了基于K-means算法构造逻辑密钥树的不足,并提出一种新的基于CLARA节能的组密钥管理方案.     

一种混合方式的无线传感器网络测试调试系统

无线传感器网络是典型的网络化嵌入式系统,由于其既涉及嵌入式系统的行为又涉及网络的行为,以及其应用相关性,使其测试调试变得困难复杂,无法构建一个通用的测试调试平台.为有效地测试调试无线传感器网络,在分析已有的研究工作基础上,采用半实物的仿真策略,提出了一种混合方式的无线传感器网络测试调试系统,解决了纯粹软件仿真平台掩盖太多实际器件实现的细节和实际环境测试中嵌入式系统行为和网络行为不可见、不可控性的缺陷,达到了一种折中的效果.最后给出了该系统在FPGA(field programmable gate array)上的实现实例;通过实验验证了该系统能够有效地对无线传感器网络应用进行测试调试.     

Secure encryption embedded processor design for wireless sensor network application

This paper presents a new encryption embedded processor aimed at the application requirement of wireless sensor network (WSN). The new encryption embedded processor not only offers Rivest Shamir Adlemen (RSA), Advanced Encryption Standard (AES), 3 Data Encryption Standard (3DES) and Secure Hash Algorithm 1 (SHA-1 ) security engines, but also involves a new memory encryption scheme. The new memory encryption scheme is implemented by a memory encryption cache (MEC), which protects the confidentiality of the memory by AES encryption. The experi- ments show that the new secure design only causes 1.9% additional delay on the critical path and cuts 25.7% power consumption when the processor writes data back. The new processor balances the performance overhead, the power consumption and the security and fully meets the wireless sen- sor environment requirement. After physical design, the new encryption embedded processor has been successfully tape-out.     

基于半监督流形学习的无线传感器网络定位方法及其应用

提出了一种基于流形半监督学习的移动节点定位算法.该算法利用基于流形学习的半监督方法,通过一定量的有标签样本和无标签样本,获取隐含在节点接收信号强度信息中的流形结构,直接建立节点物理位置与接收信号强度之间的映射关系.算法不需要使用现有的理论或经验信号传播模型,避免了模型不准确带来的定位误差,而且允许网络中存在大量无标签样本,降低了数据采集难度,提高了算法实用性.冶金工业现场的实际应用结果表明,相对RADAR算法,本文算法具有较高的定位精度.     

基于无线传感网络的矿山能耗管理系统

针对矿山企业能源利用不合理、能源数据反馈不及时、能源浪费的现状,设计利用无线传感网络技术建立矿山能耗管理系统,采用ZigBee无线通讯协议,设计无线传感网络节点,组建无线网络,实时传输、采集、存储与分析数据,最终实现能耗评佑与管理,达到节能降耗.     

一种用于设备监测的高效无线传感器网络多跳同步时分协议

基于冶金企业设备监测的背景提出了一种无线传感器网络多跳同步时分协议.该协议采用自组织的层次拓扑控制方式,以簇头构成系统的骨干网,通过可靠路由方式传输数据.簇内节点组成局部网络以较小的发射功率采用分时多跳的方式将数据传输到距离较远的簇头,通过同步休眠机制降低功耗、满足传输时延要求.在冶金企业实际设备监测系统中的应用表明该协议具有扩展性强、传输可靠、信号延迟小和功耗低等特点.     

能量均衡的间断连接无线网络数据转发策略

针对间断连接无线网络中节点负载不均衡和能量资源受限的问题,提出了一种能量有效的数据转发策略.该策略根据网络运行的历史相遇信息,充分考虑网络特性,以分布式方式估计节点的活跃度、剩余能量和数据转发率,准确地估计节点效用值,感知网络节点的服务能力,以帕累托最优作为自适应选择最佳下一跳中继节点的理论依据,执行数据转发操作,有效地解决了由于节点自私性所导致的网络性能下降.数值结果表明,与其他能量管理机制相比,所提出的机制能够均衡网络节点负载,有效解决网络\     

应用于无线传感网频率合成器的0.5V低电压鉴频鉴相器设计

基于0.13μm CMOS技术设计了一个应用于无线传感网频率合成器、电源电压为0.5 V的鉴频鉴相器.它的功能是比较输入信号的频率和相位差,并输出一个与该差值成比例的电压.因电源电压是0.5 V,所以该电路采用低阈值晶体管.为了增大相位误差的检测范围和提高最大工作频率,该电路采用了脉冲锁存的结构.当输入信号频率为2 MHz时,测得的相位误差检测范围为-358°～358°.与传统数字鉴频鉴相器相比,该电路具有较快的捕获速度.当输入信号的频率为2 MHz且相位误差为0°时,电路的功耗为1.8μW,并且最大工作频率为1.25 GHz.     

SINEC H1网络在梅山3#高炉自动控制系统中的应用

介绍了ＳＩＮＥＣ Ｈ１的基本原理和硬件组成，阐述了本系统冗余的Ｈ１网上的ＰＬＣ－ＰＬＣ、ＰＬＣ－ＣＯＲＯＳ及ＰＬＣ－过程机之间的具体通讯方式。