建筑用位置固定节点的无线传感器网络的设计

针对智能建筑中无线传感器网络物理位置固定的特点,设计了一种通讯协议简单的无线传感器网络。以建筑物的层高、纵向房间号和横向房间编号为已知信息对,无线传感器的地址编码,设计三维立方模型,使得每个节点可获得整个网络的拓扑信息。最后通过在智能建筑照明中的应用得以验证。     

基于可变无线信道的交换设备研究

在网络交换设备中,如何克服可变无线传输环境对其实时通信产生的严重影响,是一个很值得研究的课题。针对无线传输链路速率的实时变化,在深入理解和研究信令处理、策略控制以及业务数据传输的基础上,设计并实现了一种基于可变无线信道传输的网络交换设备。试验结果表明,设备性能稳定可靠,不仅可以提高复杂环境下通信链路的利用率,而且可以保证高优先级业务的可靠实时传输。     

无线传感器网络中数据的节能可靠传输

通常来讲无线传感器网络的节能与可靠性是矛盾的,节能与可靠性措施很难统一。该文明确了节能可靠传输面临的主要问题,分析了相关解决策略,总结了无线传感器网络中数据节能可靠传输的方案,说明了无线传感器网络应用场景对传输策略选择的影响,并进一步介绍了三种基于IEEE 802.15.4的网络标准。     

基于预警优先级的ZigBee传感网络MAC层退避算法

针对无线传感器网络中有预警信息的高优先级数据包需要尽快传输,且IEEE 802.15.4协议本身不支持任何优先级传输机制的情况,提出了一种基于预警优先级的非时隙CSMA/CA自适应调整阶梯退避算法,并建立了离散时间马尔可夫分析模型,比较分析了网络中不同优先级节点的信道接入概率、网络吞吐量和传输延时,仿真结果表明,本文改进的自适应调整阶梯退避机制对提高无线传感器网络中高优先级数据包的实时传输性能具有积极的作用。     

基于无线传感器网络的房屋健康监测系统设计

由于通过有线传输传感器数据来监测现有房屋安全的方式花费高,布线繁琐,线路后期维护成本高等原因,在此以Zig Bee技术为平台,设计无线传感器网络传输传感器数据的监测系统。此系统包括协调器节点、路由器节点和无线传感器节点,其中节点硬件包括主电路模块、电源模块和传感器模块。软件设计是基于Zig Bee技术的Z-Stack协议栈。对节点间的传输距离和数据传输准确性以及整个网络在实际建筑物中的可行性进行了测试。测试结果表明,设计的无线传感器网络系统通过路由器进行数据跳传可以准确地传输数据,并能够在实际中应用。     

基于IPv6的WSN边界路由器设计

针对无线传感器网络与IPv6网络互联,在分析现有接入方式不足的基础上设计了一种基于IPv6的无线传感器网络边界路由器。主要阐述了边界路由器的硬件和软件实现,重点介绍了基于IPv6的无线传感器网络协议栈适配层的设计。通过数据包分片与重组机制以及报头压缩机制,协议栈适配层实现了IPv6数据包在IEEE 802.15.4链路中的传输。实验结果表明,该设计方案实现了无线传感器网络与IPv6网络的无缝融合,数据传输稳定可靠,具有应用价值。     

无线传感器网络中面向紧急信息可靠传输协议

在无线传感器网络的监测领域,紧急信息的可靠传输成为关键问题。该文研究了面向紧急信息可靠传输的特点,提出一种适用于无线传感器网络的紧急信息可靠传输协议。该协议采用全新的拥塞控制方式,将缓冲区队列长度与队列长度变化率相结合,并引入状态机对节点的拥塞程度进行评估。节点在本地计算其拥塞度,并以此对其工作状态进行划分,进而采用不同的速率、带宽调整策略。仿真结果表明,该协议保证了紧急信息的可靠传输。     

无线传感器网络可靠数据传输协议的研究

数据的可靠传输是一个成熟的网络应该给用户所提供的基本服务。在能量受限和带宽受限的无线传感器网络(wireless sensor networks)中,同样需要可靠的数据传输。首先分析了TCP应用于无线传感器网络的不足,然后介绍了目前可靠数据传输协议的主要研究进展和关键技术,重点阐述了PSFQ、ESRT和RMST协议的应用场景和基本原理,分析了不同协议各自的优缺点,最后展望了可靠数据传输的研究方向和发展前景。     

基于波特间隔扩频的大数据传输技术优化

为了提高无线传感网络中大数据传输质量,文中提出一种基于波特间隔扩频的大数据传输信道均衡算法。采用直接序列扩频和波特间隔均衡技术进行无线传感器网络大数据传输的信道均衡设计,采用无线传感器量化融合跟踪方法进行无线传感器网络大数据传输的调制解调算法设计,根据大数据传输的码间干扰强度进行扩展Kalman滤波控制,利用无线传感器网络大数据传输信道的频域特性进行多径扩展,实现无线传感器网络大数据传输优化设计。仿真结果表明,采用该方法进行无线传感器网络大数据传输能有效降低数据传输的误比特率,提高无线传感器网络大数据传输的质量。     

基于AODV且考虑延时能量节省的路由协议

重点研究基于节能要求兼低延时效应的AODV路由协议的改进。节能以延长无线传感器网络的工作时间,降低延时效应来保证数据传输的实时性,这是评价一个无线传感器网络的两个重要指标。在总结国内外研究成果的基础上,提出了更适用于低速运动的Ad Hoc网络的低延时节能的路由改进策略,包括在低于能量阈值时的动态功率调整、能量意识的路由选择、广播控制、被动路由更新和CMMBCR的引入。节能策略更是引入了位置信息和网络平均能量的概念,而且更适用于项目的实际情况（低速运动网络）。在用NS-2工具对该低延时节能策略进行仿真测试后,得出在最佳情况下网络传输延时和网路寿命两项指标都能得到大幅度的改进。     

基于无线传感技术的楼宇环境监测系统设计

首先介绍楼宇能源管理系统,分析了环境监测对楼宇节能的重要性,然后提出了楼宇环境无线传感监测方案,设计并实现了基于无线传感网络的环境监测系统,最后总结了工程应用中如何选择监测点位置。     

无线传感器网络多业务仿真平台的实现方案

在无线传感器网络中,由于传感器节点的能源十分有限,节能是设计的首要因素。然而,无线传感器网络的多业务在现实生活应用中对QoS(服务质量)都有不同的需求,这就使得WSN网络的QoS研究成为了专家学者们的主要研究方向。在WSN网络拓扑结构和业务类型的研究基础上,使用网络模拟器(Network Simulator Version 2,NS2)来搭建基于多业务共存的星型以及对等结构两种WSN网络仿真平台,建立多种业务流量模型,实现以无线传感器网络协议、流量模型、拓扑为基础的功能模块化设计;并对无线传感器网络关键性能进行了仿真模拟,实现延时、吞吐量、能耗等关键性能的分析。     

链路可靠的无线传感器网络组播路由协议

在无线传感器网络实际应用中,组播正在发挥着越来越重要的作用.但由于能量等多方面的因素,使得为无线传感器网络设计一个有效的组播路由是非常困难的.针对无线传感器网络中节点的能量限制,通过寻求节点间最短路径,提出一种能量有效的链路可靠组播路由协议(RLMR).该协议充分考虑到网络中节点的能耗因素和两节点间的链路可靠性等,通过对这两个因素的综合考虑,让能量较多并且以发送节点更靠近的节点承担更多传输任务的方式,为数据流优化路由选择,均衡无线传感器网络节点的能量消耗,以延长网络的生存时间.仿真结果证明了RLMR的有效性和可靠性.     

基于ZigBee的远程电力抄表数据采集器设计

为设计一种安装维护方便,低功耗和数据通信可靠的数据采集终端,根据无线技术发展,提出一种基于无线传感器网络的远程电力数据采集器设计方案,AVR作为整个系统的核心控制器,负责对采集的电量数据进行处理,并进行智能控制,利用ZigBee短距离无线通信技术进行数据传输,大大减少了工程的布线复杂度,提高了数据通信的可靠性,降低了功耗。试验结果表明,终端工作可靠、正常。     

Study of an adaptive frame size predictor to enhance energy conservation in wireless sensor networks

Technological advances in low-power digital signal processors, radio frequency (RF) circuits, and micromechanical systems (MEMS) have led to the emergence of wirelessly interconnected sensor nodes. The new technological possibilities emerge when a large number of tiny intelligent wireless sensor nodes are combined. The sensor nodes are typically battery operated and, therefore, energy constrained. Hence, energy conservation is one of the foremost priorities in design of wireless sensor networks (WSNs) protocols. Limited power resources and bursty nature of the wireless channel are the biggest challenges in WSNs. Link adaptation techniques improve the link quality by adjusting medium access control (MAC) parameters such as frame size, data rate, and sleep time, thereby improving energy efficiency. In This work, our study emphasizes optimizing WSNs by building a reliable and adaptive MAC without compromising fairness and performance. Here, we present link adaptation techniques at MAC layer to enhance energy efficiency of the sensor nodes. The proposed MAC uses a variable frame size instead of a fixed frame size for transmitting data. In order to get accurate estimations, as well as reducing the computation complexity, we utilize the extended Kalman filter to predict the optimal frame size for improving energy efficiency and goodput, while minimizing the sensor memory requirement. Next, we designed and verified different network models to evaluate and analyze the proposed link adaptation schemes. The correctness of the proposed theoretical models have been verified by conducting extensive simulations. We also prototype the proposed scheme with the MAC protocol on Berkeley Motes. Both prototype and simulation results show that the proposed algorithms improve the energy efficiency by up to 15%.     

基于GPRS的土壤温湿度采集系统

设计了一种基于GPRS的土壤温湿度实时采集系统,给出了一种基于无线传感器网络的环境监测方案。无线传感器网络是由大量随机分布的传感器节点,通过无线通信技术自组织构成的网络,传感器节点具有数据采集处理、无线通信和自动组网能力。文中利用Telosb节点平台设计了传感器节点的硬件结构,并在TinyOS操作系统的基础上,完成了节点的软件设计。该系统可以对目标监测区内多点的温湿度进行实时采集,实现单跳和多跳的数据传输,同时利用GPRS进行高效可靠的远程传输,实现长期动态监测。     

一种无线传感网络代码分发协议的研究

无线传感器网络的分发协议用于更新节点程序和发送控制指令,目前普遍采用的分发协议存在传输数据量和能耗过大的问题.为此提出一种无线传感网络代码传播与维护的自调整算法,并通过设计分发协议测试系统进行算法性能测试.实验结果表明该算法能有效调节网络中数据包的传输速度,减少数据包传输量,降低能量损耗.     

基于无线传感网络的小世界演化研究

提高无线传感网络的传输效率、节约整个网络的能量消耗是我们研究无线传感网络的重要内容。通常都是通过改变网络的拓扑结构来实现效率的提高,本文给出了一种新的思路去节约能耗。本文讨论了权重与与无线传感网传输效率的关系,将有权的无线传感网络链路上的权值进行随机的分配,我们发现将权重随机分配后网络的传输效率得到了提高并且随着权重分布概率的增大网络的传输效率不断增大。这为我们研究权重对无线传感网络的影响提供了基础。     

A novel energy‐aware routing mechanism for SDN‐enabled WSAN

Energy consumption is one of the most important design constraints when building a wireless sensor and actuator network since each device in the network has a limited battery capacity, and prolonging the lifetime of the network depends on saving energy. Overcoming this challenge requires a smart and reconfigurable network energy management strategy. The Software‐Defined Networking (SDN) paradigm aims at building a flexible and dynamic network structure, especially in wireless sensor networks. In this study, we propose an SDN‐enabled wireless sensor and actuator network architecture that has a new routing discovery mechanism. To build a flexible and energy‐efficient network structure, a new routing decision approach that uses a fuzzy‐based Dijkstra's algorithm is developed in the study. The proposed architecture can change the existing path during data transmission, which is the key property of our model and is achieved through the adoption of the SDN approach. All the components and algorithms of the proposed system are modeled and simulated using the Riverbed Modeler software for more realistic performance evaluation. The results indicate that the proposed SDN‐enabled structure with fuzzy‐based Dijkstra's algorithm outperforms the one using the regular Dijkstra's and the ZigBee‐based counterpart, in terms of the energy consumption ratio, and the proposed architecture can provide an effective cluster routing while prolonging the network lifetime.     

面向精准农业的无线多媒体传感网设计(英文)

To satisfy the needs of modern precision agriculture, a Precision Agriculture Sensing System (PASS) is designed, which is based on wireless multimedia sensor network. Both hardware and software of PASS are tailored for sensing in wide farmland without human supervision. A dedicated single-chip sensor node platform is designed specially for wireless multi-media sensor network. To guarantee the bulky data transmission, a bitmap index reliable data transmission mechanism is proposed. And a battery-array switching system is design to power the sensor node to elongate the lifetime. The effectiveness and performance of PASS have been evaluated through comprehensive experiments and large-scale real-life deployment.