基于无线传感器网络的传输距离控制方法

在传感器节点受到能量严重制约的情况下,如何合理地选择自适应拓扑变化的路由协议,有效地控制节点传输半径来提高系统的整体性能,成为当前无线传感器网络研究领域的热点问题之一.在基于RSSI测距技术的基础上,引入了3种传输距离控制策略,同时结合时延和能耗这两个指标,对3种传输策略进行了比较.仿真结果表明,动态选择传输半径可显著提高网络的整体性能,延长网络的生命周期,并减少节点能耗和传输时延.     

传感器信号无线传输新方法

1 引言 在工业控制中,控制计算机经常要对很多传感器检测的信号进行监测,例如设备、部件的位置、温度、速度等,从而按采集到的信息进行相应的控制。有些工业场合,由于各种各样的原因,例如移动、旋转、高温等,传感器和控制汁算机之间进行有线联接有困难,只得采用无线联接。而鉴于有些工业场合常常是环境复杂、干扰大,传统的红外线等方式无法使用。本文介绍的T630/T631芯片对,就能够在相当程度上满足上述应用场合的需要。     

基于无线传感器网络汇聚传输的两阶段实时调度算法

多对一的汇聚传输是无线传感器网络,特别是工业无线传感器网络中的一个典型的数据传输模式.针对具有星形和网状两层拓扑结构的工业无线传感器网络汇聚传输的实时性要求,分析簇-线型路由下完成汇聚传输所需时隙数和信道数的下限值,并基于理论值提出一种基于紧凑搜索的两阶段实时调度算法.仿真结果表明,存在最优的两阶段实时调度算法,且相比集中式调度算法,时间开销降低了6～8倍.报文开销降低了近2倍.     

基于联合优化的无线传感器网络传输可靠性研究

如何保证传输可靠性的前提下延长网络寿命是无线传感器网络应用研究所必须面对的重要课题.首先综述了功率控制以及路由度量方法的研究现状;其次通过实验研究,发现了无线传感器网络的通信链路存在着高丢失率、非对称性等特点,并通过理论推导出节点优化的发射功率;由此提出一种将功率控制和路由度量相结合的PCETX联合优化方法.最后,将此联合优化算法应用于AODV协议中,仿真结果表明使用本文提出的联合优化方法,在保证端到端的可靠性的前提下延长了网络的寿命,能够为无线传感器网络实际的应用提供有价值的参考.     

无线充电传感器网络能量效率优化研究

本文将SWIPT技术应用到无线充电传感器网络中,提出了一种基于SWIPT的协作传输协议（简称CTS）,利用无线信息和能量的协作传输来提高无线能量传输的效率。在此基础上,设计了一个以最大化网络效用为目的的资源分配策略优化问题,并提出RAPOA算法来求解问题。仿真实验表明CTS最大化了网络效用,提高了无线充电传感器网络的能量传输效率。     

面向煤矿工作面的定位无线传感器网络传输性能优化

针对煤矿工作面定位无线传感器网络(PWSN)端到端时间较长、丢包率较大等问题,提出采用保障贪婪调度(GGS)算法来优化网络传输性能。GGS算法结合了粒子群优化(PSO)算法和贪婪算法,使用PSO算法对信道中的报文种群进行有序化处理,实现对种群的保障;使用贪婪算法对网络传输过程中的具体服务请求形成一种多层次、反复迭代的处理机制,以优化报文种群质量;利用PSO变异算法对种群进行检查和更新,以确保得到的是最优解。仿真结果表明,与现有文化基因算法(MA)、差分进化人工蜂群(DE-ABC)算法相比,GGS算法可在控制丢包率的前提下缩短传输时间,提升网络整体性能。     

无网络区域的无线传感器网络数据远程传输系统

为解决无网络覆盖环境下的无线传感器网络监测问题,设计并实现了一种无线传感器网络数据远程传输系统。该系统由部署在无网络覆盖区域的数据差转单元和部署在有网络覆盖区域的转接单元组成,以ARM控制器为核心,分别集成了2.4 GHz频段数传模块、UHF/VHF频段数传模块和公网接入模块。为提高其野外生存周期,采用风光互补发电系统供电,并引入休眠调度管理策略。野外测试表明:该系统能可靠、有效地实现数据远程传输。     

延迟容忍移动无线传感器网络路由分析

延迟容忍移动无线传感器网络DTMSN（Delay Tolerant Mobile Sensor Networks）用于广泛数据收集,传统传感器网络的数据收集方法在DTMSN中并不适用。为此研究了DTMSN的特性,分析了目前常用的几种DTMSN路由算法的特点,并通过详细的仿真实验给出了这几种算法的性能指标,如数据的平均传输成功率,传输能耗、传输延迟及网络寿命。     

无线传感器网络树形传输模型组建方法

ZigBee的树形网络层结构在高可靠性和低功耗方面优于星型和网状结构,但在传输有潜在攻击的情况下,树形结构存在命令包和数据包传输无法统一的问题。为此,采用信号功率对比的方法,自动添加父子节点形成树形拓扑结构,并完成数据包传输的建模。实验结果表明,该方法可解决命令包和数据包传输可能面临冲突的问题,实现从拓扑结构的形成到数据传输的一体化。     

无线多媒体传感器网络并发传输性能建模及实验评估

针对无线多媒体传感器网络（wireless multimedia sensor network,WMSN）在多路视频并发传输性能方面缺乏定量化评估的问题,对WMSN的并发性能进行了建模分析与实验验证．首先利用排队论和概率论原理构造了一个基于IEEE 802.11的WMSN数据链路层延迟模型,为实验提供理论依据．而后实验测量了基于IEEE 802.11的WMSN在不同网络拓扑下,不同因素（如距离、跳数、并发视频数）对视频评价指标（延迟、抖动、信道利用率）的影响．理论及实验结果表明,IEEE 802.11协议仅能支持四路以下视频并发传输,不适合高并发视频传输,亟待开展WMSN专属协议及算法的研究．     

延迟容忍传感器网络中基于群组运动的事件传输

提出了一种基于分布式群组移动的事件分类传输策略GMED(distributed group mobility adaptive event delivery).通过有效地发现和利用传感器节点在运动过程中形成的群组,建立基于群组的事件分类传输模型,改善数据传输性能.其中,群组的转发是依据各自与汇聚点的机会概率按照多副本方式进行的;而群内的事件传输则是基于各成员的稳定邻居集建立传输路径,并以单副本方式进行.队列管理则根据事件的优先级决定递交的顺序和丢弃原则.此外,引入冗余副本控制机制,优化副本管理,降低网络负载.模拟实验结果表明,与现有的几种DTMSN(delay tolerant mobile sensor networks)数据传输算法相比,GMED能以较低的数据传输能耗和传输延迟获得较高的数据传输成功率,且网络寿命相对较长.     

无线传感器网络中的可靠传输研究

无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。针对无线传感器网络,本文探讨了设计可靠传输协议应考虑的因素,分析了两种可靠传输的实现机制,提出可靠传输协议的分类方法,并重点介绍近年来提出的典型可靠传输协议,最后指出将来的研究方向。     

基于PID算法的无线传感器网络传输功率控制研究

降低能耗是无线传感器网络研究中重要内容之一.节点间数据传输能耗很大,合理调节传输功率,对降低网络能耗非常重要.本文引入PID算法,通过调节每个节点传输功率,动态控制整个网络的传输能耗.MATLAB仿真结果显示,该算法在几种不同的部署情况下,比LMA(local mean algorithm)及其它几种方法在网络启动能耗和启动时耗指标下都更为有效.     

基于和声搜索的低延迟和低能耗无线传感器网络

应用和声搜索算法解决无线传感器网络中低延迟和低能耗两方面性能指标的双目标优化问题.首先分析网络中延迟和能耗模型,建立目标函数.其次在找寻最优路径时,采用基于优先级的路径编码方案,迭代更新和声记忆库.最后在Matlab仿真环境下对100个节点的网络进行仿真实验.结果表明:在无线传感器网络传输路径建立中,能耗与延迟因素相互制约,而根据用户对延迟与能耗需求不同,可以控制传感器网络数据传输路径的选择.     

基于位图索引的无线传感器网络可靠传输协议

根据无线传感器网络中大量上行数据流实时传输的需求,提出一种基于位图索引的可靠传输协议(BRDT)。该协议使用迭代方式完成一组大量数据的传输。每次迭代的上行数据流采用无重传传输以减少延迟,并采用可靠后项传输传送带有错误标识的位图索引以恢复丢失数据。在已有低功耗无线图像传感器网络Z-EYE系统中实现并进行验证,结果表明,与RMST协议相比,BRDT对下层的服务需求少,在网络质量较差的情况下,BRDT的性能明显优于NACK重传方法,在同等测试条件下,BRDT的传输效率优于PSFQ协议。     

无线传感器网络中视频传输系统的研究

介绍了一种基于S3C2440硬件平台和嵌八式Linux操作系统的远程视频传输系统的总体设计方案,阐述了系统的总体结构和各部分的实现并给出关键功能的软件买现方法。在系统中的视频处理采用MPEG-4压缩算法。该系统实现了802．11无线局域网的视频传输,与传统的视频监控系统比较,该方案具有体积小、成本低、稳定可靠等优点。     

基于椭圆轨迹的无线传感器网络传输协议

针对无线传感器网络(WSN)中,图像、视频和音频等大块数据的高效传输面临的困难,提出了一种基于椭圆轨迹的WSN可靠传输机制(ETRF)。ETRF利用位置坐标,在信源(Source)和信宿(Sink)之间构建均匀分布的椭圆轨迹分离多路径,进而将大块数据分成多个较小的分组,使其分别沿不同的椭圆路径向Sink并行转发,以此提高网络传输带宽,均衡网络负载。ETRF将冗余多路径与FEC编码保护机制相结合,并采用“回退竞争”与限定范围的邻居协作转发机制,在动态的网络环境中有效提高了协议的传输性能。理论分析和仿真结果表明,ETRF的综合性能优于同类协议。     

平面无线传感器网络完全死亡寿命与延迟的优化分析

针对大多数研究只分析了平面无线传感器网络第一个节点死亡(First Node Died Time,FNDT)网络寿命与延迟的情况,本文分析了网络全部节点死亡(All Node Died Time,ANDT)时网络寿命与延迟的情况.本文得到的相关工作如下:(1)分析得到了平面无线传感器网络全部节点死亡(All Node Died Time,ANDT)时网络寿命的计算方法;(2)给出了了网络从FNDT到ANDT过程网络延迟的变化规律与发展情况,以及计算方法;(3)提出了网络最大ANDT与延迟间的折中优化方法,从而得到网络性能优化时的节点发射半径以及节点调制级数的选取.本文分析结果较好的揭示了平面无线传感器网络ANDT与延迟的发展规律,并给出了提高网络性能的优化参数选取方法,可为传感器网络的设计、部署与优化提供较好的指导作用.     

基于数据融合的无线传感器网络延迟感知研究

网络数据融合与聚类是减少无线传感器网络能量消耗的有效技术,但聚类在数据聚集过程中会产生额外的时间延迟。为此,提出一种基于网络数据融合的延迟感知网络结构,该结构组建传感器节点形成不同大小的簇,每个簇可以与融合中心节点进行交错通信。仿真结果表明,与低功耗自适应集簇分层型协议、延迟感知数据收集网络结构相比,该网络结构可以减少在数据融合过程中的延迟,并能保持较低的能量消耗。     

延迟容忍传感器网络中面向发布/订阅系统的事件传输

提出了一种延迟容忍无线传感器网络(delay tolerant sensor network,简称DTSN)中基于团体的发布/订阅系统事件传输协议CET(community-based event transmitting protocol).CET的核心思想是,网络中所有传感器节点依据它们的相互连通性形成若干个固定的团体(community),并基于这些团体进行事件的传输.CET协议由事件传输和队列管理两部分组成.在事件传输策略中,事件除了尽可能地传递给移动订阅者之外,移动订阅者保存的某些事件还回传给团体内的传感器节点以提高事件的传输成功率.队列管理则根据事件的成功传输次数和生存时间来共同决定存储队列中事件的重要程度和丢弃原则,以降低网络传输能耗.仿真分析表明,与直接收集DG(direct gathering)相比,CET能够以较低的事件传输能耗和传输延迟获得较高的事件传输成功率.