无线传感器网络节点流量的带宽分配策略

本文分析了WSN中几种MAC协议和数据流的特点,提出了一种基于节点流量的带宽分配策略。该策略将较忙的节点设为高优先级,而将空闲节点设为低优先级,优先调度高优先级节点的分组。应用OPNET进行了网络仿真。仿真结果表明,WSN在一定网络负荷下丢包数更低,能有效缓解某些节点的拥塞,更有利于节能。     

一种三轴振动传感器设计

设计了一种新型的三轴振动传感器,整机尺寸为27 mm ×27 mm ×21 mm,体积小巧,质量轻,刚性好,便于安装使用.电路板的结构设计采用刚挠结合印制板的设计理念,将四块刚性印制板和三块挠性板进行一体化设计,实现了接口的高可靠性连接,并极大地节省了传感器的内部空间,便于传感器微型化.刚性印制板采用四层板设计,挠性板采用双层板设计,实现了小电路板上含有多种信号通道的目的.三块带有敏感芯体的刚性印制板通过丙烯酸酯粘接在壳体相互正交的三个内面上,可以实现一个测点三个方向振动信号的测量.通过试验验证和性能指标测试,应用这种结构设计出的三轴振动传感器频响特性可以达到5 kHz.     

无线传感器网络分层带宽自适应路由协议

在无线传感器网络(WSNs)中,节点能量使用严格受限,限制了网络的使用寿命。固定环带宽度的分层路由协议是一种有效的解决方法。在此基础上,提出了一种引入环带宽度自适应调整的路由机制。该机制根据节点剩余能量和传输数据能耗自动调整环带宽度,并决定节点是否参与网内数据报文的传输。采用Matlab作为仿真工具对该路由机制进行了仿真分析,结果表明:该算法通过调整环带宽度的方式能够有效延长网络使用寿命和维持网内负载均衡。     

一种可测量简谐振荡频率的振动频率传感器

以压电式加速度传感器和信号处理电路为核心,研究了一种可以测量简谐振荡频率的振动频率传感器,给出了该频率传感器核心控制电路的设计方法。仿真和实验表明该频率传感器能实时、准确地测量出以简谐规律振荡的振动频率,测量误差小于±2.3%。     

振动驱动自供能无线传感器节点设计研究

本文针对传统无线传感器的缺点进行分析,提出了一种将环境中振动转换成电能为无线传感器节点供电的理念.对振动-电磁能量收集装置的原理进行了简单阐述;介绍了自供能无线传感器节点的总体设计,对各硬件电路进行了简单设计描述,对改善传感器功能方式及提高使用寿命有重要意义.     

基于无线MEMS传感器的晶圆传输振动监测系统设计

如何对半导体工厂运行中的晶圆传输设备进行监测也成为半导体厂商面临的主要问题之一。针对现有晶圆传输的振动监测问题,结合MEMS传感器和无线传输特点,提出了基于无线MEMS加速度传感器的晶圆传输过程的振动监测系统。系统以MEMS电容式加速度传感器为测试载体采集振动数据,通过蓝牙无线传感器网络将采集到的数据传输到主服务器,在监控PC上实时显示和处理,从而获得晶圆传输过程的振动信息。最后通过仿真验证可得,采用MEMS传感器可以满足轻负载的晶圆传输过程的测试需求,而且采用蓝牙无线传输方式也可以避免监测系统中的布线复杂,成本高等不足。系统实现了半导体工厂中的晶圆传输全过程的在线实时监测,可以及早发现生产线中设备的故障。     

一种无线传感器网络分布式测试系统

从实验室研制出的无线传感器网络(WSNs)设备在走向实际应用之前往往没有进行相关的测试工作,这就增加了WSNs工作时的不确定性。为了对开发出来的WSNs设备的性能参数进行测试,研究出了一个测试系统。系统采用了一种分布式的结构,以ARM处理器为测试板核心,使用CAN总线作为系统的测试总线和PC机进行数据交互,实现了对节点进行大规模并行在线的BSL编程,并采集各节点的能耗数据以及监控节点工作状态信息,通过PC机软件综合处理,以分析它的性能。     

无线传感器网络中一种实用的公平性控制模型

公平性问题是拥塞控制中的重要级问题,目的是确保所有数据源共享同等的端到端网络带宽.为了适应传感器网络的特点,扩展了传统公平性的定义,提出了一种基于信息量的公平性定义,并基于该定义提出了一套公平性控制模型CFRC.与现有工作不同,CFRC不需要预先确定数据源,对路由结构没有限制,节点上也不需要维护任何数据流信息和全局状态信息,而是动态地实现公平性控制.CFRC使用一种基于感知面积的信息量计算算法,每个节点只需简单的本地计算而无需复杂的计算开销.在带宽分配上,提出了一种干扰源感知的带宽分配方法,以拥塞节点为中心找到所有干扰源,根据干扰源的信息量来分配信道带宽,充分实现公平性目标.模拟结果表明,CFRC能根据各数据源产生报文的信息量进行公平性控制,降低丢弃报文数目.     

一种无线传感器网络中的定位精度改进方法

无线定位是无线传感器网络的一个重要应用,但目前仍然存在着定位精度不高、定位性能差的问题。通过针对TDOA(Time Difference of Arrival)/AOA(Angle of Arrival)混合式方法定位的超宽带(Ultra-Wideband)无线传感器定位系统,提出利用迭代去噪和卡尔曼滤波器的混合式处理方法。在数据处理层面上改善系统的定位性能,从而提高定位可靠性。现场试验的数据表明该方法确实可以改善系统的定位效果。     

一种用于安全监测的无线传感器网络的设计

给出了一种用于安全监测的无线传感器网络的设计,详细讨论了传感器节点和sink节点的硬件组织,并详述了网络协议的设计.实验表明设计的系统稳定性好,通信效率高.     

无线传感器网络在机械振动监测中的应用

为了弥补目前基于有线连接机械振动监测系统中的线缆布设复杂、成本高、可维护性差、系统灵活性差等一些不足,把无线传感器网络引入机械振动监测中,并采用基于关系矩阵的数据融合算法解决机械振动监测中数据量大的问题。实验表明:关系矩阵数据融合算法可以在有效提高监测精度的同时减少传输的数据量。无线传感器网络可以实现对被监测设备的实时监测,使工作人员及早发现被监测设备的故障。     

随机振动加速度功率谱密度带外超差问题分析

随机振动试验中存在的加速度功率谱密度带外超差问题对普遍采用的随机振动试验非常重要,本文分析了功率谱密度带外超差出现的原因、征兆、对试验产生的影响以及采取的解决措施,并且分析了常用随机振动试验和振动试验计量检定标准中对功率谱密度带外超差的规范要求.关键词随机振动,加速度功率谱密度,     

基于无线传感网络的爆炸场振动监测系统

爆炸场振动测试中节点分布范围广、数量多,对各测试节点的状态监控及全局管理难以有效实现,传统测试方案中节点部署后难以快速更改状态;针对上述问题,依据模块化、标准化和稳定性原则,设计了一种基于无线技术的振动监测系统;给出了爆炸场振动监测系统的基本功能单元,包括数据采集设备、无线组网设备;数据采集设备具有高精度采集、数据存储、高精度同步、定位定姿等功能;利用无线网桥技术构建了覆盖广域范围的无线网络,支持IEEE802.11 n/ac协议,实现了对远程分布式测试节点的集中管理、状态监控、数据传输,也可对指定测试节点的工作模式进行快速设置,以满足测试需求;测试节点的振动测量范围为0～10 g,室外1公里数据传输;通过模拟测试试验验证了系统的有效性,各项功能满足工程需要.     

无线传感网载波频率偏移估计方法的改进*

无线传感网的低功耗、低成本等特性,要求设备能在低信噪比环境下快速完成突发通信的载波频偏估计,保证数据传输的正确性,因而需要对低信噪比和大频偏范围的频偏估计算法进行研究。Fitz算法是较为经典的载波频率偏移估计方法,具有算法精确度高和估计信噪比门限低等优点,但此算法的频偏估计范围与精度之间呈反比关系,频偏估计范围越大,估计精度越低。针对Fitz算法进行改进,利用迭代的方法展开信号自相关相位,代入Fitz算法估计载波频偏,在保持Fitz算法精确度高和估计信噪比门限低优点的同时,将其估计范围扩大了M倍,M为最大     

一种超低功耗无线震动传感器设计

为实现长期无人值守的震动测量与目标识别,设计了一种超低功耗无线震动传感器.该传感器采用磁电式敏感元件来获取震动信号,通过信号调理、数据采集、数据分析、数据存储和无线通信的软硬件设计,完成目标识别和数据传输.通过免供电传感和双处理器设计实现超低功耗工作,利用无线传感器网络监测模式构建无线、分布式震动监测网络.试验结果表明:该传感器能够完成震动信号测量并识别履带车和行人这两种典型目标,电流仅有30μA,预计可连续工作200天以上.     

双频无线传感器网络节点硬件结构设计

对无线传感器网络节点进行了研究,提出2.4GHz、433MHz双频传感器节点的硬件结构设计,双频无线传感器节点既可工作于2.4GHz基于ZigBee协议进行短距离、低功耗通讯,也可工作于433MHz利用射频功放电路进行远距离通讯,可按不同的无线通讯协议和网络体系结构来构建无线传感器网络,为该领域的研究提供了优异的实验平台.     

Traffic-prediction-assisted dynamic bandwidth assignment for hybrid optical wireless networks

Hybrid optical-wireless networks provide the inexpensive broadband bandwidth, vital for modern applications, as well as mobility, and scalability required for an access network. However, in order to provide satisfactory Quality of Service (QoS) on such a non-homogeneous network, innovative designs are required.This paper proposes a novel scheduling mechanism to significantly improve the delay guarantee, while maintaining high-level throughput, by predicting the incoming traffic to optical network units (ONU). The proposed scheduler managed to exploit the available information in hybrid optical-wireless networks, to enhance the ONU scheduler. This results in accurate prediction of incoming traffic, which leads to intelligent and traffic-aware, scheduling and dynamic bandwidth assignment (DBA).Based on the proposed architecture, two DBA algorithms are proposed and their performance is evaluated by extensive simulations. Moreover, the maximum throughput of such network is analyzed. The results show that by using the proposed algorithms, the delay bound of delay-sensitive traffic classes can be decreased by a factor of two, without any adverse effect on the throughput.