基于能量均衡的无线传感器网络路由算法

由于路由选择对无线传感器网络使用时间长短造成较为深远的影响,由此应基于能量均衡的无线传感器原理,针对当前无线传感器的发展现状,提出一种新型的WSN路由算法,通过将前向区域划分为几个子区域,而后选择能量方差最小的区域作为路由的选择区域,而后根据概率机制选择下一跳的节点。具体的实践表明,这种新型的能量均衡的无线传感器网络路由算法能有效均衡网络中各节点的能源消耗,有效延长网络的生命周期。     

自供电无线振动传感器网络的双模组振动能量收集与管理方法

针对自供电无线振动传感器网络节点在高、低功耗模式下能量供应等待周期长或容量不足的问题,提出一种双模组振动能量收集与管理方法。设计小能量存储容量模组和大能量存储容量模组,小能量存储容量模组蓄能周期短,大能量存储容量模组蓄能容量大。在每个模组中,欠压闭锁电路断开后级电路通路将能量阻断,然后蓄积于电解电容,降压稳压电路降压转换电解电容的高电压能量并存储于超级电容,能源状态监测电路监测超级电容的能源状态,无线振动传感器网络节点微处理器获得能源状态信息后,根据后续工作的能量供应需求启用不同的蓄能模组。实验结果表明:双模组振动能量收集与管理电路最短蓄能周期仅6 min,完全启动双模组的情况下每个蓄能周期提供高达4.19 J的能量,能够驱动无线振动传感器网络节点正常工作。     

无线传感器网络能量感知路由研究

无线传感器网络是伴随着微机电系统技术、传感器技术、网络与无线通信等技术的飞速发展和日益成熟而发展起来的新一代通信网络,由于具有低成本、低功耗、体积小、自组网等特点,得到了人们的广泛重视。本文在分析研究现有无线传感器网络路由协议、特别是能量感知路由协议的基础上,为了获得更大的网络生命周期,提出了MEARBDF（Multipath Energy—Aware Routing Based on Delay Forwarding）协议,旨在解决当前能量感知路由协议中存在的洪泛效应与网络能量均衡消耗问题。     

基于能量优化模型的无线传感器网络分簇算法

考虑到无线传感器分簇网络中簇的规模、簇头数量和节点剩余能量是能量有效型分簇路由算法关注的重要指标,提出了一种基于能量优化模型(EOM)的分布式分簇算法——EOMC,该算法通过建立网络能耗优化模型,以最优簇头数构建分簇通信规模,并结合功率控制将候选簇头限制在一定宽度的选举环带,使得簇头分布均衡,同时兼顾到节点剩余能量进行分簇,以达到均衡节点能耗,延长网络生存期的目的。与低能耗自适应分簇分层(LEACH)协议的对比仿真的结果表明,该算法能够达到预期指标,算法的开销相对较小。     

无线传感器网络自定位研究

在无线传感器网络(WSN)的研究中,节点自定位是其中关键问题之一。本文围绕WSN节点的定位,着重描述了节点的测距方法以及节点自定位方法的分类,同时还综述了两种典型的分布式节点自定位算法及其原理。最后本文在对WSN自定位研究的基础上,指出了未来研究的热点和方向。     

无线传感器网络功率控制算法研究综述

在无线传感器网络能量的研究中,功率控制技术是节省能量的核心技术之一,本文首先介绍了功率控制算法的分类,其次给出了几种典型的算法并简要说明其优缺点,最后简述目前功率控制技术存在的不足以及未来的发展形势。     

无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统研究

为延长无线传感器网络的使用寿命,研究了如何系统地设计无线传感器网络节点的能量自治系统。提出了基于能量收集技术的太阳能供电系统模型,根据农田信息远程监测系统实施的具体要求,设计了无线传感器网络节点长寿命太阳能供电系统,详细地阐述了系统整体结构、功能模块设计、能量管理策略以及实验器件选型,具体地分析了实验测试性能。实验结果表明,该能量自治系统在实验测试条件下,每天3至4小时的光照时间即可保证无线传感器网络节点以10%的工作占空比持续运行约4至5年。     

基于综合链路质量评估的传感器网络重传机制研究

为了提高环境监测传感网系统(WSNs)的性能,研究了传感网系统的数据传输战略;针对系统节点之间链路质量不稳定会造成丢包现象,采用重传机制提高数据传输可靠性会增加数据包的延迟和带来额外的能量开销的问题,提出了一种基于系统最低寿命的重传机制.首先,基于节点位置信息和链路相关性对节点进行分簇;其次,基于分簇节点丢包统计信息和接收信号强度指示(RSSI)综合评估链路质量;最后,根据综合评估获得的链路质量信息以及系统要求寿命和节点剩余时间,提出一种满足最低寿命要求的重传方法(EasiAR).实际实验表明,EasiAR能够在保证系统最低寿命要求的前提下,提高数据传输的可靠性,并降低数据包的传输延迟.     

无线传感器网络中基于能量有效的按需缓存策略

提出一种能量有效的按需缓存策略BESS,中间节点收到源节点到sink节点数据包后,用二分法根据节点位置选择缓存节点;并由节点剩余能量和能量阈值判断是否应该存储数据项,能量阈值根据每个节点缓存数据项个数不同动态确定;缓存替换中通过建立模型得到影响缓存发现能量的一些因素,根据这些因素构造出缓存替换策略的权值函数.仿真结果表明,与已存在的GCCS策略相比,平均时延降低4.8%～31.6%,平均能耗减少15.1%～35.6%,缓存字节命中率提高3.64%～8.16%.     

基于WIMAX网络的切换管理研究

随着无线网络技术的发展,人们希望能够在任何时间,任何地点,以任意的方式高速地使用网络资源。对WIMAX网络进行概述,并介绍和研究WIMAX的系统内和系统间切换管理技术,最后,针对如何提高网络切换管理性能,提出新的切换策略。     

基于RSS的无线传感器网络三维空间定位算法研究

随着无线传感器网络技术的不断发展,在环境监测、医疗卫生、国防军事以及交通管制等众多领域都得到了广泛应用,本文主要分析了网络定位技术,并对三维坐标的求解进行了探讨。     

基于距离分区的多级异构无线传感器网络成簇算法

为了防止无线传感器网络(WSN)节点因为通信距离过长而过早死亡,有效延长网络生命周期,提出了一种基于距离分区的高能效的多级异构无线传感器网络成簇算法(MHCADP)。此算法将监测区域分为三部分,并根据不同监测区域和基站的距离部署能量不同的三类节点,按照节点剩余能量与网络平均能量的比例来选举簇头节点,让较高初始能量和剩余能量的节点拥有更多的机会成为簇头。另外,在数据传输时,考虑节点和基站的距离以及自身剩余能量,选择单跳或多跳的传输方式。仿真实验结果表明,与现有的重要成簇算法——低能耗自适应分簇分层(LEACH)算法和稳定选举协议(SEP)算法相比,MHCADP算法能够有效减少网络能量消耗和平衡网络负载,使网络稳定周期和生命周期延长50%以上。     

基于无线传感器网络分簇算法的研究

无线传感器网络是由大量随机部署在监测区域的微小传感器节点通过无线通信、自组织方式构成的分布式网络系统,一般用于对人类无法到达的区域或环境进行监测,并将采集的信息传送给远方的监测者,由监测者根据得到的信息进行分析,从而了解监测区域或环境的情况。     

基于DV-Hop的无线传感器网络定位算法

针对无线传感器网络中DV-Hop经典算法定位精度低的不足,提出了一种改DV-Hop定位算法;改进后的算法对锚节点的选取进行了优化,并改进节点跳数,还采用平均计算方法计算节点平均每跳距离。仿真表明,改进的DV-Hop算法对未知节点的定位精度有显著提高。     

基于单端正激变换的远距离无线传感器网络电源自供电技术

针对远距离无线传感器网络内节点电源供能不稳定的问题,研究基于单端正激变换的远距离无线传感器网络电源自供电技术。根据Buck变换拓展产生具有稳压功能的单端正激变换器,基于功率管反向峰值电压上限值设计变换器内的功率变压器;根据电感系数和初级电感量确定变换器的钳位电容容量;利用脉冲宽度调制(PWM)芯片调制一系列脉冲宽度,等效获得电源供电所需波形。太阳能能源通过单端正激变换器进行稳压处理后,分别进入不同供电端,通过单片机对不同供电端电压情况进行检测,确定合适的供电端为电源供电。实验结果显示,该技术可在输出电压稳定的基础上,完成40 W功率输出;在负载条件一致的状态下,输出功率较为稳定。     

基于桁架单元的能量一致积分方法

基于能量平衡理论,提出针对桁架单元的能量一致积分方法。该方法具有非线性无条件稳定性,2阶精度。利用中值定理证明算法参数的存在性,并给出参数的求解形式。对离散后的动力方程线性化得到用于迭代的等效刚度矩阵。实现新算法在非线性有限元程序中的嵌入,并以此为基础完成单摆、输电塔体结构的非线性动力分析。数值结果表明,经典的平均加速度方法与隐式中点方法均会表现出能量不一致现象,甚至会产生发散结果;相比而言,该文方法在不同的时间步长情况下都表现出良好的数值稳定性。     

基于非线性能量阱的桥梁振动能量采集装置的适用性研究

非线性能量阱(nonlinear energy sink, NES)作为一种经典的振动控制技术,近几年在一些研究中被创新性地与振动能量采集技术相结合,取得了一系列的进展。对于桥梁结构健康监测系统而言,传感器的供能问题一直有待改善,探究基于NES的振动能量采集装置在桥梁结构上的适用性,对于桥梁结构振动能量采集的相关应用具有重要的理论意义和实用价值;以铁路简支梁桥为例,进行了针对基于NES的桥梁振动能量采集装置的适用性的讨论：(1)测试与表征了NES装置的力学特性和系统参数;(2)运用车辆-轨道-桥梁垂向耦合动力学理论和有限元法,评估不同初始激励条件下NES装置的动态响应及其能量采集效果。结果表明,安装于桥梁结构上的NES装置具有弱线性刚度和强非线性刚度特性,对初始能量大小较敏感,只有当初始位移达到一定阈值时,NES-桥梁系统中的靶向能量传递(targeted energy transfer, TET)才会被激发。初始能量低于阈值时,TET无法被激发,NES装置能量采集效率不佳。基于数值分析的结果可知,该NES装置能够在合适的桥梁振动激励下发挥出非线性特性的优势,从而获得良好的能量采集效率...     

基于路由量的无线传感器网络路由协议

提出一种新颖的能量感知型无线传感器网络路由协议,并给出实现过程和仿真结果.从无线传感器网络实际的应用需求出发,综合WSN在能量高效、可扩展性、服务质量等方面的不同要求,基于重点关注节点路由量的策略,在对当前主流WSN路由协议深入研究的基础上设计出了基于路由量的动态WSN路由协议.仿真结果表明:设计的路由协议可以在传感器网络系统层面较好地改善能量消耗的有效性和均衡性,因而避免了网络中热点的过早出现,延长了整个网络的生存期.     

无线传感器网络的MAC协议的性能研究

对近年来无线传感器网络的媒体访问控制(MAC)协议的最新研究进展进行讨论和综述,描述设计无线传感器网络MAC协议应该考虑的问题,详细论述传感器网络的MAC协议的能量有效性问题,着重对一些具有代表性的MAC协议进行对比、分析,并在此基础上提出将来设计MAC协议的方向和建议。     

无线传感器网络的MAC协议的性能研究

对近年来无线传感器网络的媒体访问控制（MAC）协议的最新研究进展进行讨论和综述,描述设计无线传感器网络MAC协议应该考虑的问题,详细论述传感器网络的MAC协议的能量有效性问题,着重对一些具有代表性的MAC协议进行对比、分析,并在此基础上提出将来设计MAC协议的方向和建议。