面向无线传感器网络应用的传感器技术综述

无线传感器网络是目前国内外研究的一个热点方向,具有非常广泛的应用前景,其应用与发展,将对人类的生活和生产的各个领域带来深刻的影响.对目前已经应用于无线传感器网络的具体传感器技术进行了分析,总结了无线传感器网络应用对传感器技术的需求约束.依据这些需求展望了未来可能应用于无线传感器网络的传感器技术.     

无线传感器网络应用系统最新进展综述

无线传感器网络是由大量小型、低成本的传感器节点组成的多跳无线自组织网络,主要用于采集和传播环境数据.近年来,无线传感器网络已经应用在环境监测、医学研究、军事和日常生活等多个领域.对无线传感器网络应用系统的最新进展进行综述,以应用系统的研究机构、目的、部署时间、路由方式、节点类型、数据采集频率等为出发点进行了详细介绍,并对各应用系统进行分析对比,进而总结了现阶段无线传感器网络应用系统存在的问题,最后展望了今后的发展方向.     

无线传感器网络应用系统综述

介绍了无线传感器网络的系统结构,列举了无线传感器网络技术在军事、环境监测、建筑物监测、智能交通等应用领域的典型应用实例,总结了制约无线传感器网络实际应用的因素及目前研究热点。     

无线传感器网络应用及研究现状

无线传感器网络是一种新型网络,作为一种全新的信息获取和处理技术,具有广泛的应用范围,例如远程环境监测和医疗健康等等。该文介绍了无线传感器网络的发展历程、基本组成、特点和应用领域,同时阐述了目前研究的热点问题。近年来,随着传感器的更小型化、廉价化和智能化,无线传感器网络的应用前景将会更加广阔。     

基于TinyOS的无线传感器网络应用程序开发技术

无线传感器网络因诸多优点引起社会各界的广泛关注,具有非常广阔的发展前景。TinyOS是针对无线传感器网络的特点设计的一种嵌入式操作系统。简要介绍了TinyOS操作系统和nesC语言的特点,着重介绍了基于TinyOS编写应用程序的基本步骤及技术要点,简要说明了仿真调试方法,给出了基于TinyOS的应用程序开发实例。     

面向物联网的无线传感器网络综述

无线传感器网络是物联网技术应用的关键,其能通过调整固定装置的参数检查外部传感器,实现无线网络环境的有效保护,达到净化网络空间的目的。本文在阐述物联网与无线传感器技术的基础上,就面向物联网的无线传感器网络技术要点展开分析,并指出无线传感器网络优化设计中的注意事项,期望能进一步提升无线传感器网络性能,进而在优化物联网环境的基础上,促进现代信息网络技术的有序发展。     

事件驱动的无线传感器网络嵌入式操作系统研究

相比于一般的嵌入式系统,无线传感器网络节点对操作系统的能量利用率、实时性和多任务并发等方面提出了更高的要求,针对这些特点,提出了基于事件驱动的无线传感器网络嵌入式实时操作系统;采用分层结构的设计思想,构建内存管理、事件管理和任务管理等模块化的操作系统组件,利用内存控制块动态链表,实现简易高效的内存管理;基于事件驱动和任务优先级,实现系统低功耗和抢占式的任务调度;实验结果表明,系统功耗低,响应速度快,实时性好.     

无线传感器网络解决能量空洞问题综述

基于无线传感器网络的特点,部分节点因为过早耗尽自身能量而导致网络原有覆盖区域缺失或者数据无法送达sink节点,从而形成能量空洞现象。如何避免能量空洞并能有效延长网络周期,是目前无线传感器网络的研究热点。当前解决能量空洞问题主要是以最大限度地均衡网络负载为设计目标。从5个方面,即能量控制与功率控制、数据压缩与融合策略、节点非均匀分布、动态性及增加sink节点数量和分簇算法,总结了解决此问题的方法,同时分析了各种方法的优缺点及进一步研究的方向。     

基于802.15.4协议与嵌入式系统的无线传感器网络应用开发

无线传感器网络是传感器、微机电、网络通讯三者发展到一个较高水平后的一种结合应用。IEEE802.15.4是IEEE协会2003年发布一种近距离小功率无线通讯协议,其低功耗、低成本、应用简单的特性正好是无线传感器网络需求的;嵌入式系统也已经发展到进入了SoC(SystemonChip)的第三阶段,高效能、使用简易与成本低廉是其最大的特点。本文探讨了使用IEEE802.15.4协议,利用廉价的单片机、传感器模块与射频模块组成低成本的无线传感器网络开发思路,并使用一个车胎压力报警系统作为例子。     

一种树型层次结构的无线传感器网络应用研究

针对无线传感器网络的拓扑结构,提出了一种树型层次结构的无线传感器网络.该网络结构可用最少的无线通信跳数进行数据传输,能均衡使用节点电池能量.同时给出了节点位置估算法和数据丢包解决法,设计并验证了该网络的路由算法.该无线传感器网络所用技术成熟、成本低、易于工程实现,具有较好的实用价值,其网络结构具有一定的通用性.     

无线传感器网络中一种自适应的退避算法

802.15.4协议中CSMA/CA信道接入方式为了避免再次碰撞使用BEB退避算法,在重负载的情况下网络性能较差。提出一种自适应的退避算法,它用报文的冲突概率来预测节点附近信道的争用状况,在不同的网络状况下,竞争窗口的取值采用相应的退避策略,动态地控制节点的退避范围,以达到改善网络性能的目的。分析与仿真结果表明,新的算法与传统的退避算法BEB算法相比,在网络负载重的情况下,有效地降低了数据包的冲突概率,减少了时延,提高了网络的吞吐量,同时对信道的公平性也有所改善。     

一种异步自适应无线传感器网络MAC协议

针对无线传感器网络低能耗、低延时的特点,提出一种异步自适应MAC协议:AA-MAC.该协议缩短了无线传感器网络MAC协议中异步唤醒方式的前导帧长度,同时采用自适应监听来减少数据发送延时.通过在NS2上的仿真模拟比较,发现AA-MAC相对于同类型的MAC协议有更好的节能效果和更短的延时,因此AA-MAC能更适合无线传感器网络的要求.     

一种基于数据驱动的无线传感器网络分簇算法

由于无线传感器网络的能量有限,尽可能地减少能量消耗成为设计者的主要研究目的之一。在研究LEACH及其改进算法TEEN等算法的基础上,提出一种基于数据驱动的无线传感器网络分簇算法,即CADD算法。在CADD算法中,节点的数据发送基于两个参数:采集数据的信息量以及节点没有发送数据时延,通过两个参数的计算结果与设置阈值的比较关系判断数据的发送与否。在数据传输过程中,提出使用数据传输状态与节点信息素转换的方法,用于减少数据传输冲突。此外,在簇头选举阶段,通过使数据传输量小的节点较大概率地成为簇头,有效优化了簇头选举。最后,通过仿真的方法,将CADD算法与LEACH算法和TEEN算法进行对比,结果表明CADD算法优于LEACH算法和TEEN算法。     

无线传感器网络中面向拥塞控制的矩阵控制机制

无线传感器网络是近年来的新兴技术,是国内外当前信息领域中研究的热点之一。该网络是一类面向应用、以数据为中心的无线网络。在军事、民用和智能居家有着广泛的应用前景。为此,如何高效、公平、节能地将数据汇集到基站是该类网络的一个关键问题。提出了一种分布式的、动态的,对不同的路由路径建立动态矩阵信号机制。该机制可以快速检测拥塞并反馈给后继结点,从而迅速缓解拥塞。模拟实验结果和分析表明该机制公平、稳定、节能。它能有效地避免无线传感器网络拥塞并具有更高的链路带宽利用率。     

一个基于类的无线传感器网络并发事件的路由协议

针对无线传感器网络的特点,本文在Wendi B．Heinzelman等人设计的LEACH协议的基础上,提出了基于类的并发事件的处理方法,解决了并发事件的区分、定位和路由问题,增强了无线传感器网络处理事件的能力。     

一种无线传感器网络移动节点的三维定位算法

定位技术是无线传感器网络最重要的技术之一。对无线感器网络在三维空间的移动节点,提出一种基于蒙特卡洛的三维无线传感器网络非测距分布式定位算法。算法利用外接正方体来表示节点的通信范围和移动范围,根据未知节点每时隙最大移动范围和锚节点通信范围形成采样区域,依据锚箱的体积确定采样数量,随机采集的样点取均值作为未知节点的估计位置。介绍算法的原理,并进行仿真分析。仿真结果表明,在锚节点比例较少的情况下,该算法能获得比较理想的定位精度,优于传统的质心算法,有效实现了移动节点在三维空间的定位,且无须额外硬件支持和昂贵的测距设备,适合于大规模的无线传感器网络的节点定位。     

基于FPOMDP的无线传感器网络动态调度算法

针对无线传感器网络节点能量有限、数据采集易受环境影响的问题,提出一种基于可分解部分可观察Markov决策过程FPOMDP( Factored Partially Observable Markov Decision Process )的节点休眠调度算法.通过节点空时相关模型求取休眠节点数据,利用网络数据准确性和节点能量间的条件独立关系,构造状态转移函数、观察函数和奖赏函数,采用值迭代求解算法求取最优策略,实现节点动态调度.仿真结果表明,该算法能够在保证数据准确性的前提下,有效降低节点能量消耗,延长网络生存时间.     

基于地理信息静态分簇的无线传感器网络路由算法

通过路由算法减少节点的能耗、延长网络的寿命是无线传感器网络的研究重点之一。探讨了能量高效的分层无线传感器网络路由算法,提出一个基于地理位置信息静态分簇,根据节点剩余能量及节点在簇内的位置选择簇头的分层路由算法(GSCH),适用于静态无线传感器网络。仿真实验结果表明该路由算法有效地减少分簇成形及簇首选择的能耗,延长了整个网络的寿命。     

基于传播模型的无线传感器网络覆盖的研究

无线传感器网络在连通情况下如何部署使其覆盖率达到最大,是关系到整个网络架构的一个基本问题。受环境因素影响,在实际网络部署过程中,理论上的覆盖方法并不适用。因此通过测试传输信号并作出统计分析后,建立基于一定环境下的无线传感器网络通信传播模型,在J-Nam平台下建立仿真,系统对给定环境进行仿真并研究传感器节点如何部署产生更加有效的通信,可以得出在该环境下节点最佳部署方案,对实地网络节点部署有一定的参考价值。     

无线传感器网络安全认证技术综述

作为安全机制的核心与重要基础环节,如何在无线传感网的各种限制下,安全、高效、低能耗地实现认证,始终是无线传感网安全研究领域的热点.敌对环境下的无线传感网应用中,为了防止恶意节点注入非法信息或篡改数据等攻击,在节点的身份认证和控制信息的发布中必须引入认证密钥.同时,安全认证还需要考虑到随着不可信节点的被发现、旧节点能量耗尽以及新节点的加入等新情况的出现.系统介绍了无线传感网安全认证问题的研究内容及研究现状,就当前主要解决方案进行了深入阐述,针对当前研究中的优缺点,给出了进一步的研究方向.