一种异构网络多协议并行数据分发方法

跨技术通信迅猛发展推动着单一网络向异构无线网络的转变,该转变极大地提高异构无线设备(如Wi-Fi和ZigBee)的高效共存和协作,但也给异构无线网络中的数据分发问题带来了挑战.由于异构网络节点通信范围差异和低占空比节点周期性睡眠的特点,传统数据分发方法不能高效地利用信道资源而导致较低的分发效率.为了解决这些问题,该文提出一种适用于异构网络的并行数据分发方法.通过数据分发时延和能耗定义新的系统损失函数,并证明了损失函数的合理性,利用信标控制的延迟接收数据包的分发策略,从而实现对周期性睡眠的ZigBee网络进行高效数据分发.进一步地,该文根据动态规划的思想,推导出系统的整体能量损耗和时延的最优值.通过仿真实验证明,在考虑时延和能量损耗的前提下,该文的数据分发方法的性能优于传统的数据分发方法.     

基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统设计

利用ZigBee实现短距离无线传输数据的技术,提出一种基于ZigBee无线网络的气体监测报警系统。该系统包括终端节点、协调器、GSM模块、手机4部分,终端节点与协调器通过ZigBee无线网络进行通信,且对系统的硬件和软件设计进行了分析。当有毒气体浓度超过警戒值,则驱动蜂鸣器和LED指示灯进行声光报警。实践证明,利用ZigBee技术传输数据具有功耗低、时延小、体积小、耗资少等优点。     

降低室内无线网络电磁辐射的能量优化算法

无论信道状态如何传统的室内无线网络节点,总是采用增加发射功率的方式以获得较好的通信效果,在一定程度上增大了室内无线网络的电磁辐射强度和网节点能耗.为此研究了室内无线网络节点的电磁辐射和能耗问题.首先给出了在确保通信效果的基础上尽可能降低网络节点发射功率的功率控制模式;然后提出了一种降低无线网络节点发射功率的能量优化算法;采用无线传感器网络的分簇技术和COST-231模型,构建了室内无线网络的路径损耗模型和最小发射功率模型,并实现了网络节点的能量优化.理论分析和仿真结果表明:该算法既保证了原有的通信效果,又降低了网络节点电磁辐射和能耗.     

大规模输电线路状态监测传感器网络的周期性低功耗通信技术方案

为了实现输电线路监测的功耗低、寿命长、绿色发展的目的，提出大规模输电线路状态监测传感器网络周期性低功耗通信技术方案。依据网络中传感器网络组网特征以及节点运行状态转换特点，设置睡眠定时器，以周期性运行方式使传感器网络通信节点在初始化、睡眠、激活状态间转换，通信节点在输电线路状态监测数据无传递需求时进入睡眠状态，节省通信功耗；传感器网络汇聚（sink）节点利用梯度创建上行路由，通过源路由的方式创建下行路由，以跳数和剩余能量为依据进行上、下行路由数据分组传递，降低节点功耗，延长通信运行时间。实验显示，大规模输电线路状态监测传感器网络应用该技术方案后，通信功耗明显降低，运行时间明显延长，且不会影响监测传感器网络的数据传输性能，延长了监测传感器网络的使用寿命。     

基于ZigBee的无线粮情监测系统节点设计（下）

ZigBee是一种短距离、低速率、新型的无线网络通信技术,也是无线传感器网络的主要支撑技术。该文提出了将ZigBee技术应用于采集粮仓数据传输系统的设计方案,以ZigBee芯片CC2430为核心组成数据采集以及无线传输的模块,在传输过程中,主节点网络协调器汇总的数据可经远程传输模块（RTU）传送到PC机,实现远程监控和...     

基于ZigBee的无线粮情监测系统节点设计（上）

ZigBee是一种短距离、低速率、新型的无线网络通信技术,也是无线传感器网络的主要支撑技术。该文提出了将ZigBee技术应用于采集粮仓数据传输系统的设计方案,以ZigBee芯片CC2430为核心组成数据采集以及无线传输的模块,在传输过程中,主节点网络协调器汇总的数据可经远程传输模块（RTU）传送到PC机,实现远程监控和...     

基于Present算法的无线网络通信数据安全加密方法

为降低无线网络通信中数据传输节点的损失系数,引进Present算法,设计一种针对无线网络通信数据的安全加密方法。将贝叶斯定理作为参照,计算得到无线网络通信中数据处于安全状态的概率,推断得到数据通信的安全等级,实现对无线网络通信数据类别的划分;引进Present算法,生成无线网络通信数据轮密钥;根据窗口分割的结果,提取通信网络敏感数据,设定无线网络通信数据的时间序列,实现对无线网络通信数据中敏感数据的主动安全加密。实验结果表明：所提方法应用效果较好,可以将加密后节点损失系数控制在一个相对较低的水平,通过此种方式,降低节点在通信与传输信息时的损失。     

基于SDN的工业无线网络能量高效型路由算法

在智能制造背景下,为了提高无线网络的灵活性和能量使用效率,提出基于软件定义网络(SDN)的工业无线网络能量高效路由算法(SDERA)。基于SDN数据平面和控制平面分离的思想,构建了新型的工业无线网络模型,控制器根据应用需求、节点的剩余能量和负载等因素,计算全局最优路由策略并分发给交换节点,交换节点按照控制器的决策在不同的逻辑子网中转发数据包。当节点和链路质量信息以及应用需求发生变化时,控制器可以动态地调整路由策略,提高能量使用效率和网络性能。仿真实验结果表明,该路由算法有效地延长了网络的生存时间,提高了网络的能量使用效率。     

基于多目标的MIMO无线mesh网络信道优化策略

MIMO是一种可有效提高无线网络信道带宽的技术。将MIMO技术应用在无线mesh网络中会遇到信道干扰和无线节点之间无协同策略等问题,导致网络效率降低。基于无线mesh网络中节点的多属性特征,以节点属性和内容分发为约束,提出了基于多目标优化算法与多层分发联合的调度和优化策略。实验结果表明,该算法能有效降低无线mesh网络分发数据过程中的时延,提高网络的吞吐表现和服务质量。     

网络收益最大化的异构无线网络呼叫接纳控制

为有效降低异构无线网络拥塞,提高网络收益,提出了网络收益最大化的呼叫接纳控制(Call Admission Control,CAC)算法。首先模拟异构无线网络场景,考虑网络带宽及时延参数,定义网络收益函数,其次解决网络收益最优化问题。仿真结果显示,该算法可以高效地降低网络拥塞,均衡负载并提高网络收益。     

多无线电协作技术与异构网络融合

异构网络融合是未来网络技术发展的必然趋势。异构网络的融合面临着高延迟、高消耗、低速率等诸多方面的“瓶颈”。为克服这些“瓶颈”,满足异构网络融合的需求,多无线电协作技术应运而生。通过多无线电间的相互协作和对多无线电资源的有效管理及合理分配,能够有效地提高网络吞吐量,降低无线设备的能量消耗,减少异构网络间切换的延迟,从而为实现真正的异构网络无缝融合提供了可能。     

基于ZigBee和ARM技术的森林火情监测系统的设计

介绍了基一种基于ZigBee和ARM技术的无线森林火情监测系统。该系统采用无线传感网络结合上位机数据处理中心的框架,采取ZigBee和短波无线通信方案,融合了传感器网络、ARM等工控技术,实现了森林环境参数采集和传输。在系统的总体框架下,重点分析了ZigBee组网的的设计方案,包括软件设计和硬件设计。最后,对节点性能和整个监控系统进行了测试,证明了系统的稳定性和其数据传输的可靠性。     

Design and implementation analysis of a public key infrastructure‐enabled security framework for ZigBee sensor networks

ZigBee is a wireless network technology suitable for applications requiring lower bandwidth, low energy consumption and small packet size. Security has been one of the challenges in ZigBee networks. Public Key Infrastructure (PKI) provides a binding of entities with public keys through a Certifying Authority (CA). Public key cryptography using public–private key pairs can be used for ensuring secure transmission in a network. But large size of public and private keys and memory limitations in ZigBee devices pose a problem for using PKI to secure communication in ZigBee networks. In this paper, we propose a PKI enabled secure communication schema for ZigBee networks. Limited memory and power constraints of end devices restrict them from storing public keys of all other devices in the network. Large keys cannot be communicated due to limited power of the nodes and small transmission packet size. The proposed schema addresses these limitations. We propose two algorithms for sending and receiving the messages. The protocols for intercommunication between the network entities are also presented. Minor changes have been introduced in the capabilities of devices used in the ZigBee networks to suit our proposed scheme. Network adaptations depending on different scenarios are discussed. The approach adopted in this paper is to alter the communication flow so as to necessitate minimum memory and computational requirements at the resource starved end points. In the proposed PKI implementation, end devices store the public keys of only the coordinator which in turn holds public keys of all devices in the network. All communication in our scheme is through the coordinator, which in the event of failure is re‐elected through an election mechanism. The performance of the proposed scheme was evaluated using a protocol analyzer in home automation and messenger applications. Results indicate that depending on the type of application, only a marginal increase in latency of 2 to 5 ms is introduced for the added security. Layer wise traffic and packets captured between devices were analyzed. Channel utilization, message length distribution and message types were also evaluated. The proposed protocol's performance was found to be satisfactory on the two tested applications. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

ZigBee无线传感器网络节点的能耗研究

基于ZigBee技术的无线传感器网络具有巨大的应用前景.由于网络节点能量有限,如何最大限度地利用有限能量,提高网络节点的生命周期是关键问题.本文系统分析了ZigBee无线传感器网络节点中各个部分引起的能量消耗,提出从节点硬件结构和网络协议两方面来降低网络系统能耗,延长网络生命周期的策略.     

基于WirelessHART无线传感器网络系统的设计与实现

针对传统无线传感器网络系统精度低、能耗高、通信距离短等问题。提出一种基于WirelessHART技术的新型无线传感器网络系统,该系统以WirelessHART标准为平台,在此基础上设计了主板电路、无线通信以及传感器等模块。并对WirelessHART设备节点进行有障碍传输、精度以及能耗测试。测试结果表明：设计的WirelessHART设备节点可自动克服障碍传输,精度高达98%,相比ZigBee终端节点可降低31天的能耗。该系统设计的节点具有体积小,功耗低,精度高,抗扰能力强等优点。     

一种基于ZigBee协议的DSDV改进型路由算法

大量的研究人员也投入精力研究和改进无线传感网。其中,ZigBee协议在无线传感网中扮演着举足轻重的角色,其可使大量传感器高效互连的能力,是有线网络所不能及的。提出了一种基于ZigBee协议DSDV路由算法的改进型路由算法,根据仿真,改进后的算法在处理存在移动节点通信时有一定的优势。     

负载均衡的异构WMSN节点布局方法

Multiple hop transmission in wireless sensor networks(WSN)would bring the energy hole problem near the sink.It proved that the energy hole problem would appear in any position in heterogeneous wireless multimedia sensor networks and propose a method of the node distribution based on load balancing to solve the problem.The energy consumption was analyzed on the basis of considering the data compression ratio and the energy consumed for data transmission and processing.It proved that in heterogeneous WMSN the energy consumption of data processing would affect the node distribution and define a word that profit of data processing.The simulation results show that the energy utilization rate and the survival time of the network can be effectively improved by using the method proposed.     

自组织ZigBee网络节点通信研究

对自组织ZigBee网络的原理进行了研究,并抓住其精髓进行了剖析,给出了自组织ZigBee网络节点通信流程和软件流程。自组织ZigBee网络每个节点只和其邻近节点通信,从一个节点发出的数据包将根据相关协议的配置多跳传递到目的节点。网络中的每台设备都可直接通信,或者通过网络的转发而连接到其他设备。每个网络节点都具有选路功能,如果其中的某一条链路出现了故障,节点便可以自动转向其他可选链路进行接入,因而减轻了业务执行时发生冲突的可能性。自组织ZigBee网络的研究,对网络中的资源节俭,网络的维护与操作,升级与扩容有着指导意义。     

基于ZigBee技术的无线数据传输系统

ZigBee技术作为一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术,有效地弥补了短距离无线通信的一些不足和缺点。在ZigBee通信协议的基础上,设计并实现了一种短距离的无线数据传输系统。提出了一种新型的基于ZigBee技术的无线数据传输系统,同时详细介绍了其系统结构和节点设计以及软件流程设计。该系统同时结合运用了ZigBee技术和无线传感器网络技术,实现了系统的大范围覆盖、低功耗运行和性能的稳定可靠。     

基于ZigBee技术的无线点餐系统设计

为了满足现代餐饮业数字化、网络化的要求,ZigBee技术以其独特的网络优势,结合智能设备,建立了一种无线点餐系统。系统包括以CC2430为核心的网络节点硬件设计,ZigBee网络协议栈的调试,智能设备软件设计,上位机用户界面设计。通过对整个系统进行试验调试,证明ZigBee技术在现代餐饮业具有广泛的应用前景。