可充电的WSNs网络SIC干扰管理工作策略研究

随着无线传感器网络的规模不断扩大,开放信道中的通信干扰与节点能源有限问题严重制约传感器网络性能。研究在星型拓扑结构下可充电无线传感器网络的多用户介入通信干扰管理技术,旨在提高系统吞吐量、频谱和功率利用率,延长网络生命周期。首先针对多用户介入的通信干扰管理技术提出一种启发式的功率分类算法实现并发通信传感器节点的分簇,并对其分类效果进行验证。其次,结合并发无线通信中节点行为特征,引入无线能量补给设备,构建以最大化能量补给设备驻站时间比为目标的跨层优化问题,并将其转化为具有等优性的线性规划问题,进而求解得到无线传感器节点和无线能量补给设备的优化工作策略。仿真和实验证明,在维持传感器网络生命周期的前提下,采用并发通信的干扰管理策略和无线能量补给后,网络的通信能力和功率利用率都得到提升,该仿真场景下充电小车驻站时间占比η_s能达到47%。     

无线充电设备能量受限的WRSNs周期性充电规划

研究无线充电设备(wireless charging equipment,WCE)的充电能量和行驶能量均有限的情况下使用WCE为传感器节点周期性充电问题。对于每一个充电周期,旨在最大化充电周期时间的同时最小化WCE充电和行驶能量的总消耗值,以最小的WCE能量消耗功率保证无线可充电传感器网络(wireless recharging sensors networks,WRSNs)永久性工作下去。通过分析传感器节点能量约束和WCE行驶及充电约束,建立以最小化WCE能量消耗功率为优化目标的优化模型。充电问题为NP-Complete问题,使用混沌粒子群算法(chaos particle swarm optimization,CPSO)求解优化问题得到WCE充电路径和节点充电时间,并设计了由2种数据路由和3种节点分布类型组合成的6种WRSNs仿真场景,与基本遗传算法(genetic algorithm,GA)对比,其收敛速度至少提升了1倍。     

电能质量监测系统中基于蚁群的WSN路由算法研究

针对变电站电能质量监测系统中无线传感器网络存在能量分布不均,消耗过大等不足之处,提出了一种基于蚁群的动态优化路径无线传感器网络路由算法,通过在信息素更新公式中引入路径能量、路由跳数等参数来平衡网络节点能量。通过仿真验证,该算法在降低网络能量消耗方面具有很好的效果。     

无线传感器网络节点能量平衡优化方法

在无线传感器网络中,传感器节点中有限的能量供给限制了每个节点无线传输的距离。多跳传输通过将数据包转发给中继节点的方式可将数据包发送至远端接收器。在用于数据汇聚的无线传感器网络中,离数据汇聚站较近的无线传感器节点通常要转发比其他节点更多的数据包,从而消耗更多的能量。文章将整个网络的生命定义为直到第一个无线传感器节点能量耗尽从而失效的时间。提出一种基于无线传感器网络的能量平衡优化方案,该方案所采用的能量模型是基于对ChipconCC2420无线传感器射频收发器的测量数据推导得出的。根据这个方案,通过优化网络中数据流转发的分布来平衡节点的能量消耗。从而延长整个网络的使用生命。     

基于最小流量的智能配电网WSNs通信模型

为了解决无线传感器网络(WSNs)的规模大、分布广而带宽有限与智能配电网对通信数据实时性和可靠性有上确界之间的矛盾,提出了一种基于最小流量的无线传感器网络路由通信模型。以无线传感器网络链路节点中接收到数据与发送出的数据之间的流量平衡为切入点并结合无线传感器网的通信约束条件以及配电网数据传输的实时性需求,建立了基于最小流量的智能配电网无线传感器网络的路由通信模型。利用庞特里雅金极值的方法构建出所设计智能配电网无线传感器网络通信模型的哈密尔顿函数。利用极值存在的唯一性,从必要性出发判断出无线传感器节点是否在最优路链路径上。并给出了最优控制模型的求解过程。最后对采取所提出的通信模型的延时时间、网络能量消耗、数据传输能力以及数据传输的错误率对比测试。结果表明,所提出的通信模型完全能够满足智能配电网通信需求。     

无线自组传感器网络在变电站自动化中的应用

无线自组传感器网络由分布在一定空间范围的大量自组传感节点组成,节点具有数据感知、信息处理和无线通信能力,节点间以无线多跳的无中心方式连接,网络拓扑动态可变,具有广阔的应用前景。文章介绍了无线自组传感器网络的特点,论述了无线自组传感器网络应用于变电站自动化系统的可行性,设计了变电站无线自组传感器网络的结构,讨论了路由协议的选择问题。     

基于无线传感器网络的机电设备复合故障定位方法

为实现更加迅速、误差更小、覆盖率更高的机电设备复合故障定位,引入无线传感器技术,优化设计机电设备复合故障定位方法.设计无线传感器数据采集网络,无线传感器数据采集网络由协调器节点、路由节点、电流传感器节点等构成,基于无线传感器网络完成机电设备复合故障数据采集.在此基础上,将采集的复合故障数据借助相模变换、小波能量熵进行预...     

高压输电监测无线传感网功率控制算法

为了延长网络生命周期,解决高压输电监测的无线传感器网络中节点能量受限问题,结合应用背景的实际特点,提出一种基于节点动态聚类的功率控制算法。该算法以高压输电监测的网络架构为基础,分析传感器节点间的空间几何位置关系,综合考虑空间几何信息与节点剩余能量,利用聚类分析方法对网络内具有相似性的节点进行动态聚类,使数据转发在类区域代表节点之间传递。同时,采用可变的功率调制技术进行数据传输。仿真结果表明,该算法能够有效地降低网络能量消耗,并延长网络的生命周期。     

一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法

现有无线传感器网络的迅速发展对其路由协议提出了较多性能评价指标,综合考虑网络能耗、生存期、自适应性等重要因素,提出一种节能高效的无线传感器网络路由优化方法。通过建立无线传感器网络路由优化多指标约束模型,采用基于图论的Dijkstra算法进行路由寻优,得到了满足性能评价指标的网络优化路由,使无线传感器网络寿命更长。仿真结果验证了方法的正确性和有效性。     

具有小世界效应的无线传感器网络构造方法研究

本文提出一种具有小世界效应的异构无线传感器网络的构造新方法,引入具有更高能量、存储容量和数据处理能力的超级节点,组成的超级链路是与汇聚节点直接通信的可靠捷径.采用路由策略和网格模型分析配置超级链路对路径长度减小量和节能的影响,通过利用遗传算法优化超级链路的配置以达到最佳的能量高效性.仿真表明,在无线传感器网络中适当增加少量的超级链路可以减少节点的平均能量消耗,明显减小平均路径长度并改善网络的能量高效性.     

Optimization of power‐efficient wireless mesh networks in outdoor and indoor environments in Japan

This paper proposes the optimization of power‐efficient wireless mesh networks in outdoor and indoor environments, particularly for gas metering in Japan. We investigate the effect on total power consumption by changing the output power and allocated frequency band of a gas metering system. From the simulation results, we show that these changes are effective in achieving low power consumption. © 2015 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

基于解码芯片的无线能源唤醒模块设计

无线传感器功耗较大并且对电源电压的要求比较严格,使用自带的小尺寸电池该传感器工作时间短并且存在由于电源电压不稳而造成损坏的几率。针对上述问题,设计了一种低功耗无线能源唤醒模块,在需要工作时可开启电源,向传感器稳定供电;否则将关闭电源。实验结果表明,采用无线能源唤醒技术能够在使用小尺寸电池的条件下大大延长传感器系统的工作时间,并且为无线传感器提供稳定的能源供给增强其实用性。对于一种用于桥梁安全检测的无线传感器网络,加装本模块后,使其工作时间由原先的几十个小时延长至一年并且降低了该无线传感器由于电源不稳而造成损坏的几率。     

基于IEEE802.15.4无线智能化传感器网络研究及其性能分析

介绍了IEEE80 2 15 4协议的特点、构件及体系结构、发展前景 ,分析了 14 5 1智能传感器模型 ,提出了一种基于IEEE80 2 15 4协议的无线智能传感器网络结构设计 ,并分析了无线传感器网络的特点。     

无线传感器网络定位技术综述

首先介绍无线传感器网络定位技术的相关术语、评价标准等基本概念及定位算法的分类方法;重点从基于测距和非测距两个方面介绍无线传感器网络的主要定位方法,并研究和分析若干新型无线传感器网络定位方法,主要包括基于移动锚节点的定位算法、三维定位算法和智能定位算法。从实用性、应用环境、硬件条件、供能及安全隐私等方面出发总结当前无线传感器网络定位技术存在问题并给出可行的解决方案后,展望未来的研究前景与应用发展趋势。     

一种用于无线传感网的低能耗高精度时间同步方法

时间同步是无线传感器网络的一种关键支撑技术。针对面向数据采集的WSN应用场景提出了一种轻量级的基于数据采集树的低能耗,高精度时间同步方案LCTS(lightweight collection tree based synchronization)。在Tmote-Sky硬件平台上实现了该方案。结合大量实验数据分析了同步时延的误差分布特性,以及时域变化特性。在此基础上提出了定值校正法和跟踪校正法2种估计同步时延的方法。理论分析及实验测试表明LCTS在保持低能耗和低开销的同时能实现微秒级的同步;跟踪校正法法相比定值校正法具有较高的同步精度,同步误差的平均值和均方差分别下降约57.5%和49%。     

无线网络化温度传感系统设计

本文介绍了一种由网关、无线通信模块、单片机温度测控单元构成的多点温度无线远程测控系统。文章阐述了系统的功能、组成。介绍了无线数据传输协议及部分软件设计。     

基于WSN的空气质量监测系统的设计

随着社会的发展,人们越来越重视周围的生存环境质量状况,通过对空气质量进行监测,可以了解和评价环境空气质量状况,为城市规划提供依据。本文采用无线传感器网络(wireless sensor system,WSN)构造空气质量监测系统,重点介绍了空气质量监测系统的体系结构,无线传感器节点和网关节点的设计,以及利用GPRS网络实现与监控中心的通信。通过对该系统的测试,系统工作正常,满足实时监测的需求。并且本系统移植能力强,换用不同的传感器,可以应用到其他监测领域。     

基于减法聚类的TOA/AOA定位方法研究

针对在无线传感网中现有定位技术定位精度不高的问题,提出一种基于减法聚类的定位方法以获取更好的定位性能和更高的定位精度.首先由多个已知传感器节点测量来自未知节点的电波到达时间和电波达到角,通过分组处理,然后对每组数据进行加权最小二乘估计,依据多次测量和估计,最后采用减法聚类处理来抑制误差导致的位置模糊性来实现对未知节点的精确定位.计算机性能仿真结果表明所提出的定位方法能有效地抑制测量误差,具有较小的定位误差,并进一步提高了定位精度.     

RFID技术在测量中的应用研究

本文介绍了RFID技术在测量中的应用研究的进展,概述了RFID在测量距离、速度、角度、温度、湿度方面的常规方法和新方法,介绍了RFID在测量方面的应用领域和最新研究结果。其中RFID近距离定位系统,RFID与传感器单片集成芯片,RFID与生物信息传感结合以及RFID与无线传感器网络结合是几个有前景的发展方向。     

无线传感器网络在楼宇自动控制系统中的应用

将Modbus通信标准应用于无线传感器网络中,并详细阐述了系统设计方案及Modbus无线转换模块的设计.最后提出了Modbus协议在无线传感器网络中的无线路由方案及实现方法,通过modbus协议方便地组成了一种拓扑式的网络.