无线传感器网络仿真技术综述

针对无法在真实环境中进行无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)实验的情况,采用仿真技术研究无线传感器网络成为一种有效手段。在分析无线传感器网络结构的基础上,分析无线传感器网络仿真技术。首先归纳出目前常用的WSN仿真技术:典型的WSN模拟器、模拟器功能扩展、设计的WSN仿真平台和集成的WSN仿真框架,然后从设计思路和性能等方面对其进行对比分析,最后指出:考虑传感器节点对外部应用环境需求的集成多仿真工具方案,将成为新一代无线传感器网络仿真技术的发展方向。     

水声传感器网络仿真框架UASNSF的设计

仿真是目前水声传感器网络的主要研究手段,在总结现有水声通信网络仿真工作的基础上,提出了水声传感器网络仿真框架UASNSF,并对其体系结构、组成模型、应用场景等几方面进行了描述,最后通过一个典型的水声传感器网络仿真应用,对该框架的实用性进行了验证.仿真结果证明,该仿真框架兼顾了模型准确性和仿真效率,可以方便地实现对水声传感器网络系统的全面模拟,为水声传感器网络的研究与设计提供了较好的实验平台.     

无线传感器网络与IPv6网络的互联通信

设计无线传感器网络（WSN）与IPv6网络无缝互联的通信模型,给出一种传感器地址自动配置算法,实现传感器节点的自动路由寻址。提出一种适用于WSN的IPv6协议裁剪方案,以节省传感器节点的功耗。在实验平台以及仿真环境中实现了该模型,并对其性能进行分析,实验结果证明了该模型的有效性和正确性。     

无线传感器网络云仿真平台架构设计

无线传感器（WSN）已经成为当前的研究热门,但是仿真实验平台的建设较为滞后。受资金、环境、信息的局限,当前对传感器网络的研究多停留在理论上,实验方法和实验结果不具有通用性,权威性,影响了传感器网络协议的标准化、工业化进程。本文在详细分析现有仿真软件利弊的基础上,提出一个无线传感器网络云仿真平台,利用互联网技术和虚拟化技术,构建了包含交互中心、计算中心和存储中心的分布式云架构,从根本上解决现有软件在可用性、兼容性、易部署管理性上存在的问题,总结并提出传感器网络协议仿真平台未来的发展趋势和开发任务。     

无线传感器网络温控平台路由协议研究

研究适用的路由算法是无线传感器网络发挥作用的重要保证.本文对无线传感器网络中温控环境平台的路由方案进行了研究,在分析比较现有路由协议的基础上,引入了定向扩散协议,并介绍了具体的定向扩散过程;根据温度监控平台的实际应用,进行了相应的路由算法设计,总结出了定向扩散协议在此应用中的优缺点.     

面向WSN节点的数据压缩算法的应用研究

本文根据无线传感器网络(WSN)节点对数据压缩的需要和节点存储空间和能量受限的特点,分析了面向WSN节点的数据压缩的特点和研究意义。针对资源受限节点对压缩精度和算法运算量的不同需求,提出了在典型节点处理器上基于傅立叶级数实现数据压缩的简化应用方法。仿真实验表明了在WSN节点平台上应用该压缩算法的有效性。     

无线传感器网络中ERARP拓扑控制算法

为了延长无线传感器网络的生命周期,进行了无线传感器网络中节能路由协议的探索性研究,提出了一种新的节能路由协议并将其具体实现.首先分析了传感器网络应用的特点以及设计和应用中的限制,综述了现有传感器网络中节能路由设计的方法,设计并实现了一种基于能量的半径自适应路由协议ERARP;然后在OPNET仿真平台上对该协议进行了仿真模拟;最后与无线传感器网络传统的两种节能路由协议基于信息协商的传感器网络协议和直接扩散协议在同等条件下针对节点能量使用、延迟、丢包率和吞吐量等四个性能评价指标进行了对比.结果表明,ERARP使得节点能够根据自身剩余能量的状况对节点的运行模式进行控制,同时对无线模块的收发半径进行动态调整,达到节能目的.     

无线传感器网络基于行为的信任体系的仿真

基于行为的信任体系是适应于无线传感器网络资源受限特性的一种安全增强机制.该体系通过节点的过往行为来评估节点的可信度,从而提高任务完成的质量.现有NS2上的WSN仿真方法往往只模拟网络中的某一个层次,不能满足该体系层次融合和网内逐跳信息处理的两个基本特点.在AD HOC仿真平台的基础上进行改动,在MAC层和网络接口层之间增加信任处理层,实现对节点完成不同类型的任务的能力进行评估.同时,对路由算法进行改进,使其选择信任度更高的节点作为路由的下一跳,从而降低不良节点对无线传感器网络中路由功能的影响.利用该文的仿真框架对基于行为的信任体系进行仿真验证,结果表明该体系的存在有效地提高了路由的成功率.     

OMNeT++平台上无线传感器网络仿真系统的研究*

仿真系统对于无线传感器网络尤其是大规模无线传感器网络的性能评价是必不可少的。通过仿真,人们能够在一个可控的环境里研究无线传感器网络,观察由不可预测的干扰和噪声引起的节点间的相互作用,减少投放后的网络维护工作。OMNeT++是一款开源的、基于组件的、模块化的开放网络仿真平台。在OMNeT++平台提供的网络仿真基础类库和开发环境的基础上,紧密结合无线传感器网络自身特点,从仿真模型、实现机制和应用场景等方面设计了无线传感器网络仿真系统,并在Linux操作系统上编程实现。通过实验验证,该仿真模型可以正确仿真MAC     

支持多应用任务的WSNs中间件的设计与实现

无线传感器网络作为物联网的基础设施,需要同时运行多种应用任务来满足不同用户的复杂需求。现有的无线传感器网络中间件主要是为某一类应用领域而设计和开发的,其上运行的是单一应用任务。设计了一种支持多应用任务的无线传感器网络中间件架构,并根据此架构设计与实现了整个系统与各个功能组件,整个中间件可以根据不同需求承载多种应用任务,并且通过模拟网络的实验验证了该中间件系统具有较好的可行性和实用性。     

基于Matlab与VC的WSN定位跟踪仿真平台

无线传感器网络(WSN)是目前信息科学和通信技术领域的一个研究热点。目标定位跟踪是WSN的一项基本功能,在军事和民用领域都具有广泛的应用前景。但目前常用基于目标跟踪的实验仿真平台还不够完善,因此,本文主要研究了Matlab与VC的混合编程接口实现,实现在VC环境中的WSN实验仿真平台,为后续WSN定位跟踪研究提供保障。     

基于Omnet++的WSN路由实验教学平台

在无线传感器网络(WSN)教学过程中开展实验较为困难。为此,提出一种基于源代码级合成的WSN路由实验教学平台。采用模块化的方法将路由算法的通用部分固化,通过用户输入路由参数配置不同的路由算法,允许学生在进行路由实验时只关注于路由协议的关键算法,且可自行设计一些路由算法进行仿真测试。评测结果表明,大部分使用者都能在2个课时内成功完成一个以上的路由算法,简化仿真实验的难度与工作量。     

无线传感器网络备份路径分簇算法

在路由协议中利用分簇技术可以提高无线传感器网络的可扩展性。针对无线传感器网络(WSN)中分簇算法的不足,提出了基于备份节点策略的EDC算法,传感器节点在其簇头失效后仍可以通过其备份路径传输数据。通过OMNeT++平台上的仿真实验表明,EDC在网络重建时间、失效节点数量较其他WSN协议有明显的改善。     

基于Ptolemy Ⅱ的无线传感器网络自适应通信体系结构

针对现有的异构无线传感器网络(WSN)体系结构中,不同的数据链路层缺乏通用架构的问题,提出在网络体系中增加“属性装配层”的概念。采用Ptolemy Ⅱ建模仿真平台,将属性装备层与数据链路层分别建模,首先采用属性装备层中的属性工厂模块分类各种通信协议原型,封装上层应用程序;然后采用装配工厂模块生产数据包头,分发于不同的网络;最后形成自适应的无线传感器网络体系。该体系融合了异构网络数据链路层,兼容了现有的平台、通信协议和网络机制,适用于未来的通信协议和机制。实验结果证明,基于该体系的通信系统内存占用和时间开销相对较小,具有自适应能力。     

无线传感器网络中的OPNET仿真模型的研究

传感器技术、微机电系统、现代网络和无线通信等技术的进步,推动了具有现代意义的无线传感器网络的产生和发展。无线传感器网络能够广泛地应用于恶劣环境和军事领域中。该文通过对无线传感器网络特点的分析,提出了基于信道接入的多跳分簇网络结构,给出了OPNET仿真模型,分析了相关仿真结果。     

基于ARMA的WSN流量预测模型

无线传感器网络(WSN)的流量预测研究对WSN管理有重要的意义。提出基于ARMA的网络流量实时在线预测模型,并对该预测模型进行了推导分析;在仿真平台中实现了算法,并对仿真结果进行了分析和统计,仿真结果显示预测模型有效提高了无线传感器网络流量的预测精度。     

基于ZigBee的温室环境无线测控系统

为了实现温室大棚环境的无线、远程实时监控,提出了一种以CC2430芯片为核心的ZigBee温室环境无线测控系统。描述了终端节点、路由节点和协调器节点的硬件组成和软件流程,并应用改进的Cluster-Tree路由算法组成ZigBee无线传感网络,实现数据的无线传输。利用串口通信技术实现无线传感网络与Yeelink物联网平台的通信,管理者可远程登陆Yeelink平台和手机APP查看温室环境信息以及控制节点状态。经实验测试,大棚内无线节点间的通信距离约80米,并且实现了光强、空气温湿度及土壤湿度的监控。测试表明系统构建简单,稳定可靠,为智能农业的设计提供了参考。     

多通信方式的WSN汇聚节点的设计与实现

针对无线传感器网络汇聚节点通信方式单一的问题,设计实现基于PXA270处理器的、具有以太网、CF无线局域网及GPRS网络等多种通信方式的无线传感器网络汇聚节点,完成汇聚节点硬件平台引导加载程序的移植,构建无线传感器网络实验与研究平台。实际应用证明,多通信方式的汇聚节点具有较高的实用性。