基于ZigBee的环境监测无线传感器网络节点设计

针对环境监测具有偏远、分散、易变、多样等特点,提出一种基于ZigBee的无线传感器网络节点的设计方案。采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势,网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。根据环境监测系统的技术要求,设计了系统结构和硬件电路,并给出了软件流程。试验测试表明,该网络节点具有较好的稳定性和较高的通信效率,可以满足环境监测对无线通信网络传输及组网要求,具有较好的推广价值。     

一种基于ARM7的无线传感器网络

提出一种基于嵌入式Linux操作系统的ZigBee无线传感器网络的设计方案。传感器节点使用模块化设计,由基于ARM7微处理器的主控模块和采用CC2420芯片的无线通信模块构成,构建了uClinux操作系统,依据ZigBee 2007版规范使用多个节点组成简单的星型网络,实现了网络节点信息汇聚、动态绑定和数据收发,并通过汇聚节点与Internet进行数据交换,可广泛应用于远程监控和工业控制等领域。     

基于无线传感器网络的照明测量系统

采用手持式仪器在照明现场对照明参数进行逐点测量不仅效率低而且精度差。本文运用ZigBee和GPRS技术,研制了基于无线传感器网络的照明测量系统,该系统由照度、亮度和色温无线传感器结点、ZigBee-GPRS网关、服务器和客户端组成,能够对照度、亮度、色温等参数进行多点同步采集,实现测量数据的自动无线传输。开发了梯形光阑亮度传感器、可调测色校正系数色温传感器及传感器灵敏度漂移和零点漂移补偿技术,进一步提高了系统的测量效率和精度,为照明测量提供了准确高效的工具。     

ZigBee技术的无线网关设计

针对ZigBee技术仅限于个域网内的数据传输,而因特网已经发展的相当成熟,本文提出了一种基于ZigBee技术的无线网关设计方法,实现数据从ZigBee网络到因特网的转换。采用纯射频芯片CC2420与飞利浦公司的LPC952通过SPI进行连接,充分发挥了各自芯片的作用,而且选择51单片机也利于工业应用中程序的移植。软件部分通过把ZigBee的IEEE802.15.4数据封装与互连网的TCP/IP协议相互转换实现了网关的功能。完成后的网关设备具有精度高、功耗低、体积小、成本低、抗干扰能力强等特点,有着广泛的应用前景。     

基于无线传感器网络的电力变压器监测系统

项目将无线ZigBee技术和GPRS技术相结合,设计了基于ZigBee和GPRS的电力变压器监测系统,提出了以ZigBee无线传感器网络为核心,以GPRS移动网为骨干网,采用CC2430芯片为电力变压器信号采集节点的方案。本设计既实现了系统的灵活性,也解决了由于ZigBee是一种近距离传输技术而使监测数据传输不远的问题,是一种技术结合的创新,在监测领域将有广阔的应用前景。     

基于DataSocket的欧姆龙PLC以太网通信接口研究

针对工业控制中控制站和上位机工控机高速通信的需要,对欧姆龙PLC的以太网模块的通信接口作了研究,首先介绍了欧姆龙PLC的网络结构和Socket通信服务,然后提出了Socket在TCP/IP协议下的通信流程。以欧姆龙CS1W型PLC为例,对其以太网模块进行设置,利用设计的通信协议,上位机作为服务器,PLC作为客户机,使用Visual C++6.0编写通信软件,完成了二者之间的数据通信。欧姆龙PLC和工控机之间的以太网通信速度快,通信软件性能稳定,已在工业现场中得到了应用。     

基于ZigBee的抢险救灾无线传感器网络

根据抢险救灾工作的实际需要,着重研究了1种基于ZigBee无线传网络技术的抢险救灾无线传感器网络装置的设计,完成了无限传感网络中基站和节点的设计.编写了该网络系统的上位机和下位机软件,实现了各个节点间的无线通信和每个节点的中继功能.并利用实验检验了该装置在不同通信距离内的通信丢包率、RSSI值,通信效果良好.室外城市通...     

基于Socket的跨平台以太网通信的实现

Socket适用于同一台计算机上的进程间通信,同时也适用于网络环境中的进程间通信。它已成为当前许多操作系统的网络API,也是网络操作系统中必不可少的功能。本文介绍了TCP/IP的特点,阐述了Linux和Windows下Socket编程的原理,并比较了它们的异同,最后给出了一个跨平台以太网通信的实现算法。     

基于C8051F02x微控制器的以太网通信节点设计与实现

给出了一种基于微控制器的以太网通信节点功能描述和硬件原理.在工业现场设备嵌入精简TCP/IP协议族,完成了基于以太网的数据通信,建立了协议分层模型,分析了软件技术问题,阐述了各层协议的实现过程,提出并讨论了开发与实现过程中易忽略和误解的若干技术细节.该设计已在工厂温度监控系统中成功应用.     

无线传感器网络MAC层传输性能模型研究

无线传感器网络数学建模是网络传输性能定量分析的有效方法之一。该文在分析IEEE802．15．4标准MAC层无信标模式信道竞争机制的基础上,通过节点缓冲队列状态分析、网络节点状态分析和无线信道状态分析,建立了MAC层网络吞吐率、有效吞吐率、节点通信平均延时和信道冲撞概率的数据传输性能数学模型。采用MATLAB软件和QualNet网络仿真软件对所提出MAC层传输性能分析模型和相应性能参数进行仿真测试。仿真结果表明,所提出的数学模型能较为准确的模拟无线传感器网络MAC层通信性能,为网络通信协议数据传输性能定量分析提供了一种建模分析方法。     

无线传感器网络定位技术综述

首先介绍无线传感器网络定位技术的相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类方法;重点从基于测距和非测距两个方面介绍无线传感器网络的主要定位方法,并研究和分析若干新型无线传感器网络定位方法,主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能及安全隐私等方面出发总结当前无线传感器网络定位技术存在问题并给出可行的解决方案后,展望未来的研究前景与应用发展趋势。     

一种用于无线传感网的低能耗高精度时间同步方法

时间同步是无线传感器网络的一种关键支撑技术。针对面向数据采集的WSN应用场景提出了一种轻量级的基于数据采集树的低能耗,高精度时间同步方案LCTS(lightweight collection tree based synchronization)。在Tmote-Sky硬件平台上实现了该方案。结合大量实验数据分析了同步时延的误差分布特性,以及时域变化特性。在此基础上提出了定值校正法和跟踪校正法2种估计同步时延的方法。理论分析及实验测试表明LCTS在保持低能耗和低开销的同时能实现微秒级的同步;跟踪校正法法相比定值校正法具有较高的同步精度,同步误差的平均值和均方差分别下降约57.5%和49%。     

海洋监测无线传感器网络的节点数目量化分析

随着无线传感器网络技术应用于海洋监测,节点的部署及网络的性能必然受到海面环境的影响。文中引入并改进了在海洋搜救中常用的Leeway漂流模型,对随机部署在海洋表面的传感器节点运动状态进行建模。仿真分析了在不同海况下,传感器网络区域覆盖率及网络连通性受其运动状态的影响。最后,从工程应用的角度提出对于特定区域的持续监测时间这一概念,来衡量运动的传感器网络对于特定海域的监测能力,仿真并验证给出了满足该指标所要部署节点的具体数目。     

无线传感器网络组播路由分类研究

目前无线传感器网络作为国内外一个全新的研究领域,吸引了许多研究者的关注.但由于无线传感器网络工作环境的恶劣和节点资源受限(能量、内存和处理能力)等因素,使得延长网络的生命周期极为困难.组播技术能够比较好地满足网络对资源的要求.在综合大量组播路由协议的基础上,本文总结了目前已有的无线传感器网络组播相关研究,将主要的组播路由协议进行初步分类,分析比较和研究了其中具有代表性的路由协议,最后分别指出各自的特点.     

一种快速可靠的无线传感器网络路由

针对无线传感器网络的特点,本文提出了一种快速可靠的无线传感器网络路由,采用建立网络树结构方式,使各节点拥有唯一的传输路径,降低网络延迟,减少能量消耗。该路由对硬件无特别要求,仅采用普通射频芯片即可以同时工作于任务查询方式及事件驱动方式,并具有较强的路径自我修复能力。算法通过软件仿真并与经典的路由协议Directed Diffusion做多方面比较,结果表明,该路由具有更好的性能,兼备低延迟,低功耗、鲁棒性强及易实现等特点。     

无线传感器网络移动节点自装配方法研究

移动传感网络系统的自装配功能实现了对系统形态上的控制,提高了系统对环境的适应能力。本文设计并实现了一套可自装配的移动传感器网络系统,并且提出了一种系统自装配的方法。无线传感器网络中的一个移动节点可以自主移动到另一移动节点的装配面附近,在误差范围内,通过红外测量与电子罗盘的引导实现两个节点之间的自装配。实验结果表明该系统与方案可行。     

Triangle-based key management scheme for wireless sensor networks

For security services in wireless sensor networks, key management is a fundamental building block. In this article, we propose a triangle-based key predistribution approach and show that it can improve the effectiveness of key management in wireless sensor networks. This is achieved by using the bivariate polynomial in a triangle deployment system based on deployment information about expected locations of the sensor nodes. The analysis indicates that this scheme can achieve higher probability of both direct key establishment and indirect key establishment. On the other hand, the security analysis shows that its security against node capture would increase with a decrease of the sensor node deployment density and size of the deployment model and an increase of the polynomial degree.     

"小世界"无线传感器网络的最佳近邻节点数

为了进一步降低"小世界"无线传感器网络的平均路径长度,以节省更多的能量,本文基于"小世界"传感器网络模型研究了传感器节点的最佳近邻节点数.研究表明,给定传感器网络节点数和重连概率后,当网络的近邻节点数取合适的值时,平均路径长度还将进一步降低.继续增大近邻节点数则网络平均路径长度变化不大.因此,出于节能考虑,提出了最佳的"小世界"传感器网络中的近邻节点数.利用复杂网络的小世界网络效应探讨了无线传感器网络的近邻节点数.研究表明,适当调整无线传感器网络的近邻节点数,不但仍然能够保持无线传感器网络的小世界效应,还可以使无线传感器网络的平均路径长度进一步降低.     

Location-based reliability differentiated service for wireless sensor networks

Designing reliability differentiated services for missions with different reliability requirements has become a hot topic in wireless sensor networks. Combined with a location-based routing mechanism, a quantified model without full network topology is proposed to evaluate reliability. By introducing a virtual reference point, the data transfer is limited in a specified area. The reliability function of the area is given. A detailed analysis shows that the function increases quadratically with the distance between the source node and the reference node. A reliability differentiated service mechanism is then proposed. The simulation results show the efficiency of the proposed mechanism. Translated and revised from Journal on Communications, 2008, 29(2): 71–78 [译自: 通信学报]