基于灰色模型的无线传感器网络动态功耗管理研究

传感器节点能量受限是制约无线传感器网络使用寿命的关键因素,为了节约传感器网络的能量,提出了灰色模型的动态功耗管理(DPM)方法.该方法利用传感器节点上的历史数据应用灰色模型预测未来值,预测过程中可以动态调整预测参数,实现自适应预测,和小波自回归预测算法相比,提高了预测的准确性.基本思想是根据Sink节点上的数据来决定整...     

基于功耗模型的无线传感器网络节点生存模式评估

作为一种能量受限网络,无线传感器网络节点能耗评估具有重要意义。分析组成无线传感器网络节点各个单元功耗与状态的关系,建立基于节点工作状态的功耗模型,提出节点生存模式评估方法。给出典型节点生存模式实验用例,在振动检测实验平台上进行相关参数测量与验证。实验数据表明：该方法优于Petri网模型,可为无线传感器网络节点节能优化提供较为可靠的依据。     

基于混合自动机的PSL模型研究

基于SPICE的计算机仿真方法在混合信号电路验证应用中具有较大的计算开销,讨论基于属性描述的建模方法减小计算开销的问题。通过分析PSL(property specification language)对系统属性的形式化描述方法,并分析混合自动机理论对混合信号系统抽象能力,提出了适合于混合信号电路系统快速验证的PSL模型。结合混合自动机对PSL进行了基于混合自动机语义特点的扩展,使用巴克斯—诺尔范式对其拓展后语法进行规范,提出具有描述混合信号电路行为特性的HAPSL(hybrid automata-base     

基于指数平均模型的无线传感器网络动态功耗管理

能耗一直是制约无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Networks)发展的关键因素。为了降低节点的功耗,延长WSN的寿命,一种改进指数平均模型的动态功耗管理DPM(Dynamic Power Management)方法被提出。该方法利用历史空闲时间来对未来空闲时间进行预测,预测结果作为节点是否转换为低功耗状态的依据。理论分析和实验仿真表明,本文提出的DPM在突发情况时能够快速自适应地调整,提高了预测的准确性,降低了WSN的功耗。     

基于混合自动机的随机噪声电路动态特性分析

在集成电路非线性随机噪声的分析中应用Petri网技术,需要对原有的Petri网从定义和变迁发射规则方面等进行统计特性与连续特性的拓展研究和补充.并且基于噪声的随机非线性特性分析目的需求,拓展了传统的Petri网,提出了混合随机Petri网(Hybrid Statistical Petri Net,HSPN)模型分析方法.通过分析非线性电路的混合自动机模型,增加Petri网随机参数变迁描述能力,针对电路噪声特点,确定适合HSPN的随机动态特性分析模型.通过实例电路说明验证HSPN的建模方法,并与SPICE仿真软件进行比较,验证了该方法的精度和可行性.     

WSN环境监测系统节点功耗与能量预警研究

良好的核心机房环境条件对于各类园区网络的正常运行至关重要,因此配备环境监测系统已经成为核心机房的一项妊备措施。针对传统监测系统布线的灵活性差等问题,本文提出了一种具有能量感知的节能无线传感器网环境监;受4系统。节点设计采用Jennic公司的JN5139SOC芯片,集成编译环境采用开源软件Code：：Blocks,其内部运行由简单任务调度器BOS来统一管理。最后结合本单位核心机房实际情况,经过实际测试,给出了恰当的节点布置方案、节点节能发射功率值,实现了能量监测预警功能。此方法不仅可以用于机房环境监测,对于其他环境监测,如现代化养殖场的环境监测同样适用。     

基于混合滤波和节点自适应校正模型的测距算法

采用混合滤波法过滤异常的RSSI值并估算优值,由节点自适应校正模型消除路径衰减因子,解决了RSSI测距误差较大的问题。由此提出了基于混合滤波和节点自适应校正模型的测距算法。通过实验证明,混合滤波优于常用的几种滤波法,节点自适应校正模型无需测试路径衰减因子,能直接适用于不同环境,并且随着节点个数的增加,测距误差会进一步降低。相比于未采用此模型的情况,该算法能大大降低测距误差和成本,提高RSSI测距的实用性。     

基于节点差异性的无线传感网恶意软件传播模型研究*

针对目前无线传感网络中恶意软件模型化工作的不足,在二维元胞自动机基础上提出了节点差异性的恶意软件传播模型。该模型引入了MAC无线信道争用机制和邻域通信距离因素,描述了节点差异度对恶意软件在无线传感网传播扩散的影响。分析仿真实验表明,大规模无线传感网络的节点差异度、无线信道争用机制都对传播行为产生了重要影响,降低了恶意软件的传播速度。与传统传播模型相比,该模型更能够准确描述恶意软件在无线传感网络环境下的传播行为,为无线传感网络安全防御研究提供基础。     

一种基于改进的动态能量管理的无线传感器节点节能技术研究

针对无线传感器节点的结构特点,以动态能量管理技术为出发点,结合实际应用场合,提出了一种改进的动态能量管理节能模式,建立了不同工作模式下的无线传感器节点能耗模型,并对不同工作模式下的能耗进行了量化分析。分析结果表明,改进后的动态能量管理技术能够有效地降低无线传感器的能量损耗。分析结果为下一步无线传感器节点的节能改进设计打下了良好的基础。     

动态无线传感器网络中的移动节点定位机制研究

为了提高动态无线传感器网络在目标跟踪、入侵检测、姿态检测、环境监控等应用中的准确性,文章提出了一种移动节点的定位机制,运用概率栅格方案确定移动节点在监测区域的概率分布,由带权重的离散采样集估计出考察时刻移动节点的概率分布,并通过统计实验方法完成移动节点的自定位。该定位机制无需对无线传感器网络的先验知识和节点移动方向进行假设,利用低密度的锚节点即可得到较高的定位精度,能够有效地利用移动节点的移动性,降低不确定性因素的影响。仿真实验结果验证了该定位机制的有效性。     

无线传感器网络节点定位机制的研究

无线传感器网络中的节点定位问题因为与很多的实际应用直接相关而尤为受到关注。节点定位机制可以分为基于测距(rang-based)的定位以及与距离无关(rang-free)的定位。文章在分析得出基于测距的定位算法实用性较差的基础上,着重研究了与距离无关的定位改进,对典型的质心算法进行了扩展,并通过实验给出了其性能评价。     

基于三链混合遗传算法的WSNs 中 Sink节点布局优化

对无线传感器网络的设计和布局中,多Sink 节点的布局是其拓扑设计的关键,对网络通信的能量控制至关重 要。本文通过分析其Sink 节点布局模型,提出一种改进的三链混合遗传算法对Sink 节点布局求取最优解。实验表明,三链混 合遗传算法在针对Sink 节点的布局算法中相对于枚举算法,具有较优解,并且算法效率高,可降低无线传感器网络的能耗,改 善网络性能。     

针对传感节点的基于signal-slot 电源管理方案设计与实现

随着传感网络和3G网络的融合,物联网已经成为新世纪最重要的技术之一,如何延长传感节点的工作时间已成为物联网研究的一个重要课题。传统的电源管理规范如APM(Advanced Power Management)和ACPI(Advanced Configuration and Power Interface)主要针对PC设计,因其复杂性和对BIOS层要求等因素,在无线传感节点中并不适用。为了解决此问题,针对传感节点计算和存储能力有限的特点,我们首先开发了精简的signalslot框架,基于signal-slot框架,并设计了简单有效的电源管理方案SPM(Simple Power Management),并将SPM在流行的传感节点操作系统Contiki中实现。     

无线传感器网络中动态密钥管理方案的研究

无线传感器网络的分布式、自组织特性使其广泛应用于商业和军事应用领域中.密钥管理作为传感器网络中提供安全功能的基本服务,在认证和加密过程中起着至关重要的作用.提出了一种适用于无线传感器网络的基于分组的动态密钥管理方案,此方案在实现时并不需要使用基站和簇头节点,从而保证了方案的通用性,同时动态密钥更新特性又进一步确保了传感器网络的安全不受被捕获节点的影响.本文最后分析了方案的连通性和安全性特性.     

基于远程动态可重构的WSN节点研究与实现

作为近年来的一个研究热点,无线传感网 (wireless sensor network, WSN)是一项可能改变现有工作与生活方式的技术.一个无线传感网系统可能由几十个到上万个节点组成.每个节点在保证具有足够的信息处理和通信能力的前提下,还需要满足低功耗和低成本的要求.从高效能计算的角度看,以FPGA为代表的可重构硬件已经被证明是提高系统计算效能的重要方式.传统上,在嵌入式系统中,FPGA被认为并不适用于低功耗设计.然而,FPGA的可重构不仅包括静态可重构还包括远程的部分动态可重构(partial dynamic reconfiguration, PDR).通过对芯片的某一特定区域的时分复用,在所需芯片面积减小的情况下,芯片的功耗可以大大减少.除此之外,WSN部署后的维护和功能的更新也可以通过FPGA芯片的远程PDR来实现.描述了基于远程硬件PDR技术的WSN节点.通过对几个典型算法(IIR,GPSR,SHA-2,FFT)的PDR实现,得出节点的功耗、面积与存储消耗,并与软件实现方式进行了比较.实验结果表明,通过采用 PDR技术,在计算时间减少的情况下,所需的芯片面积减少27%,运行时功耗最多可减少60%(829mW).     

应用移动Agent的无线传感器网络能量管理机制

鉴于无线传感器网络能源受限的显著特征,有必要讨论其有效的能量管理机制。目前,大多数研究成果仅考虑到拓扑控制、路由、数据融合等某一方面的节能问题,往往缺乏对网络活动整体能耗的测控,因而缺乏完整性。本文应用移动Agent技术,从多个角度探讨了传感器网络的节能问题,包括拓扑和簇的生成、数据采集等。提出了若干基于移动A-gent的能量管理算法,并通过仿真实验和算法性能比较,立足于平均能耗、通信流量和负载、网络生命周期等几个方面,分别总结了其优缺点及可行性。     

一种基于功率控制的WSN分簇路由算法研究

针对无线传感器网络研究领域中能量均衡性难以控制的问题,在LEACH协议的基础上提出了一种功率控制的分簇路由算法(PCRA算法).该算法基于最优连通功率,同时考虑节点的剩余能量、相对距离以及最优的邻居节集合对簇头的选择机制进行优化,从而实现网络稳定成簇和数据传输方式上的优化.通过结合距离、路径损耗和剩余能量等因数,使用权值来选择下一跳节点,实现了簇间通信,有效地避免了分簇协议应用被网络区域大小局限的问题.仿真数据显示,PCRA算法可使全网节点间的冲突区间变少,降低节点之间的竞争强度,进一步提高网络能量的有效性和吞吐量.