无线传感器网络技术的应用研究

无线传感网络通过在随机环境中植入大量的通信传感节点来实时检测当前环境的变化,并通过无线传感网络将当前环境的变化传输到嵌入式系统中进行计算分析.无线传感网络相比于其他检测手段,它能够更加准确和高效地识别环境的变化并做出实时预警,在智能电网的传输和军事等领域都有着非常广阔的应用.     

无线传感器网络中一种移动节点定位算法

无线传感器网络中现有的大多数定位算法都是针对静态节点的,不能应用于节点移动的情况.本文提出了MCBE(Monte Carlo Localization Boxed Using Estimation)移动定位算法,该算法利用锚盒子(Anchor box),即包含待定位节点可能位置且平行于坐标轴的矩形以及非锚节点位置来帮助定位.锚盒子大小和定位误差存在正相关关系,算法根据待定位节点的一跳和二跳锚节点位置计算出锚盒子大小,当锚盒子大于一定值时,利用锚盒子小的非锚节点位置缩小锚盒子,最后在锚盒子范围内对位置采样,用蒙特卡罗MCL方法定位.理论分析和仿真结果表明,MCBE能有效地缩小采样区域,提高定位精度.     

室内无线传感器网络及其应用

介绍了传统无线传感器网络的起源、发展和现状,分析了室内环境对传统无线传感器网络技术的挑战,提出了一种新颖的室内无线传感器网络节点的构架设计方案;最后展望了室内无线传感器网络技术的应用前景。     

无线传感器网络及应用简介

主要介绍无线传感器网络的相关知识、应用前景、研究现状和笔者在传感器网络的目标检测问题中的若干研究成果。     

一种安全的无线传感器节点结构设计方案

提出了一种提高无线传感器网络中传感节点安全性的系统结构,通过在传感节点上增加安全存储模块,可靠地保证了传感节点中所存储密钥信息的机密性、完整性,并可有效地对节点上关键应用程序的合法性进行验证,从而保证了传感网络中安全协议、认证方案的有效性、鲁棒性。和传统的传感节点相比,只是增加了节点的少量成本,但传感节点以及传感网络的安全性能得到了大幅度的提升。     

一种无线传感器网络与Internet的集成方案

目前对传感网的研究主要解决如何在满足特定应用要求的网络指标下,尽可能节约能耗从而延长网络生存期。这些研究假设WSN为一个能够感知真实物理环境的孤立网。然而,实际客户通常处在远离WSN的Internet上,需要一种有效的方式使客户能驱动WSN收集数据并将其快速地传输给客户,因此该文基于对现有研究进行分析总结,提出了一种能够面对多种挑战的传感网与IP网集成方案,采用用户代理、应用代理、注册代理、资源管理器架设WSN与Internet之间的桥梁。通过组件描述和查询操作流程分析,说明了该集成方案较已有框架更加灵活、可靠、能量有效,从而使Internet不同种类的应用能够尽可能快速地获得低成本的WSN查询服务。     

智能电网中无线传感器网络的应用研究

智能电网与先进的传感测量技术和通信技术密切相关,也为无线传感器网络提供了新的应用平台。本文针对智能电网的绩效目标与电网的实际情况,结合无线传感器网络的主要技术特点,阐述了应用WSN构建智能电网通信系统的优势,以及通信系统的具体结构。采用WSN技术的智能电网通信系统将具有成本低、功耗低、自组织、灵活性强的特点。     

一种低功耗无线传感器解决方案

低功耗研究是无线传感网络研究的一个热点,可从硬件设计和软件实现两个层面进行研究.分别从硬件和软件角度分析了现有无线传感器的低功耗研究情况,并结合实际情况提出了一种低功耗无线传感器解决方案,经实验室局域网测试证明,该设计是可行的.     

基于ZigBee协议的无线传感器网络研究

长期以来,业界一直想要建立一种低价、低传输率、短距离、低功率的无线通讯标准.Bluetooth的出现一定程度上解决了这一问题,但是具有Bluetooth功能的传输模块售价一直居高不下,严重影响了其技术的普及和推广.ZigBce是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术,它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案,主要用于近距离无线连接.结合传感器技术,通过使用CHIPCON公司最新的CC2430的射频SoC芯片介绍了Zig-Bee协议的无线传感器网络系统的开发与应用,并给出了一个实际系统的软硬件设计方案.最后对该设计方案进行测试,给出测试结果,证明了该方案的可行性.     

一种基于预测的无线传感器网络节点自定位算法

针对现在存在定位机制中定位误差较大和无线传感器网络低成本、低功耗的特点,在TDOA技术的基础上,提出了一种基于测离的节点自定位算法.该算法优先选取定位较精确的信标节点用于未知节点的定位,同时通过几何精度因子进一步缩小信标节点的选择范围,以提高未知节点的定位精度.最后通过Matlab仿真对算法进行评估,仿真结果表明该算法...     

基于LabVIEW的无线传感器网络监控软件

针对无线传感器网络系统的动态性,介绍了一种在LabVIEW环境中编写的动态显示采集数据的监控软件。阐述了在LabVIEW平台上使用TCP/IP协议进行数据采集和扫描的工作方法。用户可以根据网关的IP地址直接接收网关发送的数据;也可以选择自动扫描功能进行接入网关的搜索;数据库模块可以保存采集到的数据。该软件进行了仿真测试,结果表明具有较好的实时性和可用性,各项功能均运行正常,较好地适应了无线传感器网络的动态性。     

无线传感器网络在温室监控中的应用

采用无线传感器网络对温室进行监控,用同一套网络分别完成风、光、水、电、热和农药等的数据采集和环境控制,可有效提高农业集约化生产程度,简化系统复杂性,降低设备成本。     

基于无线传感网的老人监护系统

通过对老人监护问题的需求分析,设计一套基于无线传感网的监护系统。本系统设计了便携式的心电检测仪,实时采集被监护对象的心电信号,并采用嵌入式零树小波变换算法实现心电数据压缩;同时,构建无线传感网络,利用基于RSSI的三点定位算法实现对被监护对象的定位。最后,将心电数据和位置信息通过无线路由传至监护中心的终端软件,供分析、显示和记录。实验表明,该系统能较好地完成心电信号检测及定位功能,有助于医疗人员实施老人监护工作。     

基于ZigBee无线传感网络的丙酮气体监控系统

针对工业现场丙酮溶剂泄漏带来的安全隐患,以及工业气体监测系统存在布线困难、精度差、可靠性低及成本较高等问题,提出一种基于ZigBee无线传感网络的丙酮气体监控系统,有效地监测工业生产现场丙酮溶剂的泄漏,并及时采取处理措施,增强了工业生产的安全性。     

基于Lyapunov优化的时变无线传感网路由研究

针对无线传感网应用中监测环境具有随机性和不可预测性等因素使得节点感知速率通常是时变的且某些时刻会超出链路容量的实际问题,设计了一种时变路由算法.在该算法中,将时变感知速率下的路由问题建立成以时均的网络能耗与丢弃感知数据代价的加权和最小为目标的随机优化模型,并利用Lyapunov优化技术求解该模型,进而得到一种路由策略来实时决策每条链路上的数据流量以及由于节点感知速率持续超出链路容量而不得不丢弃的数据量.进一步,讨论感知数据不被丢弃的条件,建立目标函数与感知信息最大传输时延之间的权衡关系.最后,通过仿真实验,验证了本文算法在能耗、感知数据的丢弃量及传输时延之间的均衡关系.还在不同的最大数据感知速率下,比较了本文算法与AVE算法的性能.     

基于多接口无线传感节点的油罐车监测系统

为了实现对油罐车罐体、危险品和环境等状态的实时监测,采用无线传感网络技术,构建了油罐车多参数监测系统.本系统以超低功耗的ATmega1281微控制器和AT86RF230射频模块为核心,设计了一种多接口无线传感节点;结合节点在油罐车上的部署方式,提出一种基于静态分簇的路由算法;采用TinyOS操作系统和NesC语言完成节点的软件设计.实验结果表明,该系统能够满足油罐车多种状态的实时采集与监测需求,具有监测范围广、布设方便、可靠性高和功耗低等特点.     

自适应无线传感器网络流量控制研究

无线传感器网络作为一种新型的具有广泛应用前景的无线自组网络,其有效路由协议是目前研究的热点。随着研究和应用不断深入,对传感器网络提出更高的要求：为不同的业务提供有保证的区分服务,同时能在全网范围内实现资源的充分有效利用。然而．随着传感器网络负荷的增加,拥塞将会导致网络性能的大幅下降。采用基于自适应的无线传感器网络流量控制机制,通过对拥塞节点的虚拟代价进行计算和判断,并实时地将虚拟代价发送到发送节点,然后对发送节点进行流量控制,在很大程度上改善网络性能,提高网络服务质量。     

基于无线传感网络的温度监测节点设计

介绍了基于无线传感网络的高压电气设备温度实时监测系统中温度监测节点的软、硬件设计。该节点由微处理器MSP430F2012、温度传感器DS18B20和无线收发控制器nRF24L01构成。在温度监测过程中,温度传感器定时采集温度,温度信号经微处理器处理后,节点通过无线收发控制器将得到的实际温度值发送给基站。该节点实现了对高压电气设备温度的实时监测功能,满足了测温节点低功耗的设计要求,提高了高压电气设备运行的稳定性和监测系统的可靠性。     

基于无线传感网络的环境监测系统

无线传感器网络是目前环境监测领域研究的热点技术。结合ZigBee和无线传感网络设计了集多种功能于一体的完整环境监测系统。在本系统中,节点选用CC2530芯片作为zigbee通信模块,网关采用GPRS作为系统与3G网络的通信模式。系统实现了采集温度、湿度、光线亮度等环境信息,并进行了相应处理,设计了网关数据处理软件算法。系统具体的工作方式为：传感器节点对室内的环境信息进行采集并将数据以ZigBee无线自组网方式发送到无线传感网络的控制中心网关,网关负责将传感器数据处理后上传到云服务器;用户能够通过手机APP和网页查看,对于重要的警告信息网关会发短信到用户的手机,而服务器端会发邮件或微博提醒用户。经过测试和使用,本系统运行可靠,能准确获取环境数据,网关和服务器端数据能够实时更新,环境参数能实现自动调节与校准。     

基于WSNs平台的Contiki通用移植方法研究

无线传感器网络（WSNs）目前已成为国内外备受关注的研究热点,作为一种新的信息获取和处理模式,WSNs已广泛应用于军事、医疗、环境监测等各个领域。而WSNs节点的存储能力和功耗成为目前设计人员面临的最大挑战。文中以此为出发点,研究比较了目前广泛采用的几种无线传感器网络操作系统（WSNsOS）的主要特点,选取小内存、低功耗,且易于移植的Contiki操作系统,对Contiki的系统架构及代码架构进行了深入分析;研究了基于WSNs平台移植Contiki的通用方法,并以微型传感路由器（MSR）作为测试平台,进行了Contiki移植的仿真测试,验证方法的可行性,一定程度上解决了文章提出的问题。