基于无线传感器网络的水情监测数据传输的设计

提出一种将基于Zigbee的无线传感器网络应用于水环境检测的系统,该系统将Zigbee网络与GPRS无线通信网络结合,在传感器终端,采用ZigBee无线传输系统,能够将多样化的测量变量进行收集。然后通过ZigBee网络传送到协调器节点,然后协调器节点通过GPRS模块发送,经过GPRS协议与TCP／IP协议转换,完成与Internet的连接,监控中心可以通过Internet网络进行信号的收集,完成数据的远程采集与传输过程。     

基于功率控制的传感器网络寿命延长算法

目前无线传感器网络中节点多采用同样的发射功率,由于其多跳中继通信和多对一的流量特点,使得整网流量分布严重不均。靠近接收站的节点因承担流量过大而首先耗尽能量,造成网络分区并破坏网络的连通性,使得网络使用寿命严重下降。结合传感器网络在环境监测中的应用,利用环带模型对网络流量进行了量化分析,并提出了基于二分法的功率控制技术以降低网络流量的不均匀度,试验结果表明可大幅度提高网络的使用寿命。     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统

电线故障会引起火灾,对电线温度、电流进行在线监测能预防事故发生。设计了采用自供电无线传感网络的电线安全监测系统,系统由传感节点、中继节点、路由节点、服务器和客户端组成。采用自供电技术解决无线传感网络监测系统中传感节点不能持续供能的问题,对传感节点工作状态进行控制以降低传感节点能耗,传感节点具有体积小、能耗低、不用更换电池等特点。分析自供电条件下,无线传感网络的网络结构,引入中继节点,延伸通信距离。将系统用于电线安全监测,该系统通信可靠、工作时间长、数据实时、人机操作方便,为电线安全的监测提供了技术支持。     

基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统设计

针对传统煤矿井下甲烷浓度采用工业总线检测方法的不灵活和存在盲点等问题,本文提出了一种基于ZigBee的煤矿井下甲烷浓度检测系统。系统采用ZigBee协议栈构建无线传感器通讯网络,该网络的终端节点感知和采集矿井甲烷的浓度,并将浓度数据通过无线传输至协调器,协调器再经过串口传输到地面的监控中心。详细介绍了检测系统的软硬件设计,并对系统进行了测试验证。     

基于无线传感网络的环境监控系统

为了实现对环境系统的动态远程监控,设计了一种基于Zigbee的无线传感网络监控系统.Zigbee无线数传终端模块通过内置的单片机系统,实现了不同传感器的接口协议,并对传感器数据进行了实时读取、编码与发送;系统中的协调器实现对数据包的接收、解码、验证并将正确的数据转发数据至服务器;无线传感网络中引入了ZStack协议,从而实现了对无线终端与协调器节点的动态增删;监控终端分为桌面与移动端,通过无线网络访问服务器中存储的数据,实现对环境系统的远程实时监控.     

基于超级节点MAC中继的复域分布检测非正交网络编码

为解决正交通信过程存在的数据发送等待问题,提出一种基于超级节点多接入信道（MAC）中继的复域分布检测非正交网络编码策略。首先,对经典正交信道分布检测技术进行介绍,并针对其存在的问题,使用中继MAC无线传感器网络,把复数域网络编码技术应用在无线传感器网络中,有助于实现协同分集降低信道衰落不利影响。其次,针对中继MAC复数域网络编码正交信道分布检测技术,基于传感器的虚警率和检测概率,提出结合网络符号差错概率的最大似然（ML）最佳传感器标签选择算法,降低误差概率,同时通过超级节点近似,获得中继功率和总发射功率的公平分配。仿真结果显示,该算法在非正交网络编码检测中,检测率指标可达到91.3%,而错误率指标仅为25.1%。实验结果表明,该算法可以有效地提高非正交网络编码算法在实际应用中的检测性能。     

基于贪婪算法无线传感器网络中继节点布局的研究

为实现远距离的无线通信, 在网络中添加中继节点, 采用多跳路由传输数据。对于中继节点的布局问题, 依据线性结构使网络整体能量消耗最小的特征, 提出一种中继节点贪婪布局算法。该算法通过最近贪婪策略、中继节点通信容量、传感器节点数据转发跳数等约束方法限制中继节点的布局位置。理论分析和实验验证了该算法能够有效减少能量消耗, 延长网络寿命。     

基于SimpliciTI协议的无线传感器网络设计

针对GPRS、ZigBee、WiFi等国际标准无线传感器网络通信协议价格高、对硬件要求高等问题,提出采用适用于小型射频网络的低功耗SimpliciTI协议设计无线传感器网络的方案。首先介绍了SimpliciTI协议的基本原理;然后给出了一种采用CC2500射频收发芯片和MSP430超低功耗微处理器芯片的无线传感器节点的电路设计方案,并介绍了基于SimpliciTI协议的无线传感器网络的组网及通信过程;最后介绍了基于距离的无线传感器网络定位算法,并针对常用的多边定位算法误差较大的问题,提出了一种改进的定位算法,即通过实际距离和估算距离的误差平方最小化来计算节点坐标的误差修正值,并采用二维双曲线算法修正未知节点的初始定位坐标,从而提高定位精度。     

基于PXA255的无线传感器网络应用设计

随着无线传感器网络的发展,它在油气勘探,环境监测等领域得到了广泛的运用.在主控端采用基于XScale架构的微处理器PXA255,以其低功耗、高性价比的优点,现在在智能设备的运用领域随处可见.通过分析无线传感器网络的组成原理,对传感器节点的基本组成、无线传感器网络传输控制协议、通过PXA255处理器控制触摸屏和存储卡的功能实现进行了论述.     

基于ZigBee网络的气体监测报警系统设计

针对现有气体监测系统的不足,提出一种基于ZigBee技术的气体监测报警系统.该系统采用TI公司的CC2430作为主控芯片,终端节点通过MQ-9气体传感器的负载电压变化来判断气体是否超标,并驱动蜂鸣器和LED指示灯闪烁报警,同时通过ZigBee网络发送警报消息至协调器节点,协调器节点收到警报消息后,通过协调器串口连接的G...     

无线传感器网络中一种分布式冗余检测算法

无线传感器网络覆盖控制中现有的大部分冗余检测算法都是针对节点感知半径相同的同构网络的,无法应用于异构网络.提出一种保持网络k级覆盖的适应异构传感器网络的分布式冗余检测算法.该算法根据节点的冗余分布特性设计了有效覆盖邻居选取,通过有效覆盖邻居感知半径关系及交点处的覆盖程度判断检测冗余.仿真表明:算法中有效覆盖邻居选取的设计,大大降低了节点执行冗余计算的时间,算法的运行效率较高;算法在异构WSN中性能优异,冗余检测彻底、充分,有益于节省节点能量,延长网络生存时间.     

无线传感器网络在环境应急车中的设计与应用*

针对传统的环境应急车获取现场数据耗时、复杂、不够灵活的缺点,提出了利用ZigBee无线传感器网络对污染现场进行数据采集和实时监测的方案。该方案将传感器终端布置于污染现场进行监测,并将监测的数据通过ZigBee无线通信协议传输给路由器、协调器,最终把数据提交给上位机软件进行分析整理并导入数据库。硬件上采用C8051F340微控制器与XBee-PRO无线模块相结合设计各节点。本设计功耗低、体积小、成本低,使用方便,适用于环境应急车对污染现场的监测。     

Balancing the power consumption speed in flat and hierarchical WSN

A combination of a cluster tree routing protocol and an Ad hoc on demand vector (AODV) routing protocol is used in the latest ZigBee standard wireless sensor networks (WSNs) technology. However, the AODV routing protocol has no means by which to take into consideration the power consumption of the nodes during the routing process. Therefore, a new approach is proposed in this paper to balance the power consumption speed and to distribute the responsibilities of routing among fiat wireless sensor nodes and the three levels of hierarchical wireless sensor nodes. These three levels are based on the three types of devices, which are used in the ZigBee standard: the coordinator, the touters, and the end devices. In this paper, we have compared the original AODV routing protocol with our extension approach for the distribution of power consumption. Based on the simulation results, our new approach has achieved better performance in terms of increasing the lifetime of the fiat wireless sensor network, the personal area network (PAN)coordinator, the touters, and the whole network of the hierarchical wireless sensor network. Additionally, it has better performance in terms of distributing the power consumption among the key nodes of the wireless sensor network.     

基于WSAN的道路积水监控系统的设计与实现

强降雨及城市排水系统的老化,使得城市道路低洼处积水严重,对市民人身安全、财产、路基、城市交通产生不容忽视的影响;针对该问题,采用无线传感器/执行器网络(WSAN)技术,设计了道路积水监控系统;该系统分为传感/执行层、网络层和应用层三层;传感/执行层的传感器节点使用超声波传感器采集积水信息,执行器节点使用执行器水泵进行排水;网络层网关及汇聚节点使用ZigBee网络和GPRS网络相结合来实现传感/执行层与应用层之间的数据双向传输;应用层服务器储存采集的道路积水信息,调用百度地图API将实时信息显示在web端,并通过网络层发送指令控制积水区域内的执行器水泵动作,实现闭环控制;该系统能够简洁有效地实现道路积水信息的实时共享,可以实现及时排水,具有实际的应用价值。     

A smart node architecture for adding mobility to wireless sensor networks

Adding a few mobile nodes into the conventional wireless sensor networks can greatly improve the sensing and control capabilities of the networks and can help researchers solve many challenges such as network deployment and repair. This paper presents an enhanced node architecture for adding controlled mobility to wireless sensor networks. The structural model, the power model and the networking model of the proposed mobile node have been built respectively for better node control. And it provides a novel robotic platform for experimental research in hybrid sensor networks or other distributed measurement and control systems. A testbed has finally been created for validating the basic functions of the proposed mobile sensor node. The results of a coverage experiment show that the mobile node can provide additional support for network coverage and can ensure that the sensor network will work properly in undesirable environments.     

双层无线传感网络的3连通近似算法

主要研究双层无线传感网络模型,即数据信息流只能在传感器和中继器或中继器和中继器之间传输,而不能在传感器之间传输。近似算法基于两个子问题：k圆盘覆盖问题和单层传感网络的k连通问题,而后在部分中继器周围设置“等六边形”结构的中继器点,最终达到整个网络的3-连通水平。该算法的最终性能比为8α+β,其中α为k圆盘覆盖近似算法的性能比,β为单层传感网络的k连通近似算法的性能比。     

基于接收信号强度的无线传感器网络组网协议

受应用场合和节点结构的限制,无线传感器网络的算法应具有低功耗和低复杂度等特点,为此提出了一种基于接收信号强度的分布式组网协议(RSSIOP)。节点不需要位置信息,通过接收基站定向天线扫描时发送的信息完成定位和分簇过程;根据剩余能量和接收信号强度竞选簇头,形成直接链路;根据接收信号强度,成员节点选择转发节点,形成转发链路;按照网络用户的时延要求成员节点自动选择直接链路或转发链路向簇头传输数据。此外,RSSIOP设计了簇头轮换和失效节点的处理机制。该算法可以减小节点的发射功率,分担簇头在数据接收和融合两方面的工作负荷。针对不同场景进行了仿真,结果证明了算法的有效性。     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

粮库检测系统的网络设计

针对大型粮库粮食存储环境监测点分散的现状,设计一种树状拓扑结构的无线传感器网络中央监测系统。该系统以ZigBee无线传输技术为核心,结合温湿度传感器模块,构成无线传感器网络检测子节点。系统能够对现场环境实时检测,同时通过路由节点将检测到的数据上传给上位机,其中路由节点采用无线传输方式与终端节点进行通讯,使得现场检测到的数据能够实时传送给中央监控计算机,最终实现粮库内部的多点检测及和实时监控。