基于Web的无线传感器网络可视化管理系统的设计与实现

无线传感器网络广泛部署于工业、农业、医疗及多种场景。面向网络应用的信息管理需求,设计并实现了一种基于Web的无线传感器网络可视化管理系统。传感器节点采集用户感兴趣的对象信息,通过多跳方式汇聚至网关,网关利用以太网或GPRS／CDMA等多种Internet接入方式将信息传送给网络服务器。用户利用终端设备,可跨平台访问此管理系统,执行对IPv6无线传感器网络状态信息和传感信息的动态实时检测,并可对节点设备进行远程控制与管理。     

基于6LoWPAN传感器网关设计

在研究6LoWPAN无线传感器网络以及IPv6网络的基础上,提出一种基于6LoWPAN的传感器网关解决方案,实现6LoWPAN无线传感器网络与IPv6网络之间互联,并对网关中的硬件与软件设计进行论述。最后搭建测试网络,通过对端到端网络的连接性、延时变化、往返延时、丢包率以及吞吐量的测试,对该网络性能作出简要分析。测试结果表明,该网关实现了6LoWPAN无线传感器网络与IPv6网络的互联,并能在实际网络环境中运行。     

基于TinyOS的嵌入式无线传感器网络设计

TinyOS是专门针对无线传感器网络的一种嵌入式操作系统.以超低功耗单片机MSP430为核心,结合无线收发模块nRF24E1,对无线传感器网络的普通节点和网关节点进行设计,并介绍嵌入式系统的设计与实现.该系统能够满足无线传感器网络低功耗的要求,具有一定的应用价值.     

面向船舶健康监测的智能网关设计与实现

为了解决船舶健康监测异构网络无线传感器节点通信问题,设计了一种无线传感器智能网关,实现了不同格式、不同通信协议及不同结构类型的网络互联互通,通过建立船舶健康数据库,找出设备性能变化趋势,提前对设备故障进行预测和告警,及时对船舶设备进行维修和保养,从而降低使用和保障费用。该智能网关不仅可用于船舶健康监测场合,在机场、仓库和码头等多节点数据监测场合也可以推广应用,市场潜力巨大。     

基于IPv6的WSN图像监控系统的设计与实现

为拓展无线传感器网络的应用,设计并实现了一种基于IPv6无线传感器网络的图像监控系统。系统在IPv6的环境中实现了红外传感器节点控制,图像传感器节点以ARM作为处理器,在嵌入式Linux中设计V4L程序实现采集实时图像,图像汇聚到网关后,网关利用多种Internet接入方式将信息返回到客户端。网络中融合了多种类型的数据,系统分别采用IEEE802.15.4和WiFi方式进行传输,可以提高网络传输效率与可靠性,并能够方便地用于入侵检测等多媒体图像监控方面。     

无线传感器网络3G网关的设计与研制

网关负责无线传感器网络数据出口,是其重要组成部分。3G网络的到来将为无线数据传输带来新一轮的发展。设计了一款与WCDMA网络相结合的无线传感器网络网关,采用以LPC2148ARM7芯片为核心,与无线射频芯片及华为EM770W模块组成硬件系统;以μC／OS-Ⅱ作为实时操作系统,自主编写合适的通信协议及路由算法,尽可能的使网关处于休眠状态,并进行了相关实验。试验结果表明：本网关具有网络传输速率快、低功耗、丢包率低等特点。     

一种基于Zigbee技术在大面积农场管理中组网的方法

为了实现大面积农场管理,文中提供了一种使用Zigbee无线传感器网络组网的系统,包括第一网关、第二网关、至少一个Zigbee无线传感器网以及RS485有线网络。实际应用表明,本系统利用大面积农场管理系统已有的RS485有线网络．大大降低了组网的成本、提高了管理对象和拓扑的灵活性。     

一种适用于车联网的无线接入多模网关系统

针对车联网环境下车辆内部的终端进行网络共享和接入外部网络的问题,研制了一种无线接入多模网关,该网关能够在车辆内部组建无线局域网,并实现将无线局域网内的设备接入到公众移动通信网络(例如3G/4G)和互联网。首先给出系统的总体结构,然后对无线多模网关的硬件平台和应用软件的设计开发进行详细论述,研究了无线接入网络的选择策略,针对不同的业务分类利用层次分析法获得相应权重分配以达到最优的网络性能。实验结果表明所研制的网关完全达到了设计要求。     

一种基于无线传感网的图像传输系统

实现了在多障碍物环境下的无线传感器网络中的图像传输。传统的图像传输均采用有线的方式。随着无线通信技术的发展,它也被用来传输图像。但是这些最初的无线传输技术只能够点对点传输、对硬件要求高、成本昂贵。在无线传感器发展成熟后,我们考虑到无线传感器网络具有自组网、对硬件要求低、成本低廉等特点,采用了无线传感器网络来传输图像。在文中所描述的图像传输系统中,首先用摄像头对图像进行采集,再用无线传感器网络来对采集到的图像进行传输,最后通过网关及计算机终端对传输的图像进行接收。实验结果表明：该系统具有组网简单,不需要特殊的设备就能够在环境恶劣的场合（如矿井下）实现图像传输。     

基于FPGA的无线传感器网络汇聚器研制

无线传感器网络获取的信息需要通过汇聚节点与外部网络进行连接以实现远距离无线传输,在如今移动设备与无线传输技术日益发展的时代,单一的通信方式显然难以适应实际应用。为此设计并实现了基于FPGA的无线传感器网络的汇聚器,具有GPRS、3G等主流通信网络方式,保证了通信方式的丰富性与数据实时性,具有价值。     

无线传感器网络中恶意软件传播研究

从平面无线传感器网络的拓扑结构、无线共享通信及安全机制等固有特征出发,对无线传感器网络上的恶意软件传播动力学进行研究。首先,使用随机几何图建立平面无线传感器网络模型;然后,基于元胞自动机理论建立恶意软件SI（Susceptible—Infected）传播模型,该模型充分考虑无线传感器网络固有特征和传播特征,模型建立引入MAC机制和随机密钥预分布方案。分析和仿真表明,无线传感器网络的空间局域化结构特征、无线信道共享机制和安全管理应用主导了传播增长效果,限制了恶意软件传播速度,降低了在无线传感器网络中大规模流行恶意软件的风险。文中提出的模型能够描述无线传感器网络中恶意软件传播行为,为建立无线传感器网络安全防御机制提供了基础。     

Smartphone with Augmented Gateway Functionality as Opportunistic WSN Gateway Device

Sensors and actuators are being increasingly deployed for monitoring and controlling different phenomena and processes in a stand-alone manner or attached to sensor nodes with communication capabilities as part of larger wireless sensor networks (WSN). In addition to the protocols for communication within the WSN, sensor nodes may also provide the gateway functionality towards other networks and/or support communication with other external devices. These devices either represent additional gateways for exposing data and metadata to external networks, or serve as connection points to WSN for instance for the on-site calibration and maintenance. Smartphones as advanced mobile terminals appear particularly suitable for such role. This paper investigates the role a smartphone augmented with WSN gateway functionality can play in WSN with respect to regular dedicated sensor and gateway nodes. As a practical example we show the implementation of a gateway augmented smartphone using a Samsung i8910 phone and a VESNA sensor node connected via Bluetooth. The role of a gateway augmented smartphone is to interface between WSN, which is using a proprietary networking protocol, and the mobile network. The data obtained from WSN can be enriched using smartphone’s embedded sensors before being sent to the remote server. We demonstrate this on an example of geo-tagging the collected data from WSN with the smartphone’s Global Positioning System-based location data.     

无线传感器网络节点定位技术

无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）在许多领域有广泛的应用,无线传感器网络中节点位置对无线传感器网络的应用有重要的影响,没有位置属性的信息是无价值的,定位技术是无线传感器网络的重要研究方向之一.依据测距和非测距的分类方法,介绍节点定位技术的基本原理和方法及当前的发展状况,最后对节点定位技术的发展方向作展望.     

基于DE的WSN能量空洞问题最优发射半径选取

针对无线传感器网络能量空洞问题,通过对具有节点均匀且呈环状分布的WSN相关模型进行了分析。并在此基础上,将能量空洞问题转化为不同发射半径下,能量消耗值最大节点的问题,从而确定了具有不连续、不可导、多峰值特点的优化目标函数。最终采用CoDE算法求解该优化问题,并通过仿真实例验证了,该方法的正确性与可行性。     

基于智能卡和密码保护的WSN远程用户安全认证方案

针对无线传感器网络（WSN）用户远程安全认证问题,分析现有方案的不足,提出一种新颖的基于智能卡的WSN远程用户认证方案。通过用户、网关节点和传感器节点之间的相互认证来验证用户和节点的合法性,并结合动态身份标识来抵抗假冒攻击、智能卡被盗攻击、服务拒绝攻击、字典攻击和重放攻击。同时对用户信息进行匿名保护,且用户能够任意修改密码。性能比较结果表明,该方案具有较高的安全性能,且具有较小的计算开销。     

集成WSN、载波通信和多种现场总线的网关设计

无线传感器网络和低压电力线载波通信在楼宇控制系统中正在逐步得到应用。为了实现这两种通信网与现有的多种现场总线网络之间的互联和集成,提出了一种基于ARM微处理器SEP4020的多功能网关设计思想。探讨了以太网、RS 232、RS 485、WSN、低压电力载波通信等多种通信接口的软硬件设计方法,实现了无线传感网、现场总线、以太网和低压电力载波通信等多种通信协议,成功地解决了现场总线网络和电力载波通信与无线传感器网络的互联问题。     

基于WSN的移动Agent安全分析与建模

移动Agent分布计算的加入使得无线传感器网络WSN在低带宽、高容错的条件下实现了其自组织及资源受限等特性。但Agent自身面临的安全威胁及WSN开放的环境成为两技术结合大规模发展的瓶颈。论文详细分析了此方式工作过程及环境特点,并为之选取构造了一种Agent安全框架—ECC密码体制模型,经验证可有效减少网络通信时间、提高通信效率及可靠性,最终使得基于Agent方式的WSN通信更加安全、高效地工作。     

基于无线传感器网络的教学实验平台设计

本文研究并开发了一种应用MSP430微控制器芯片和CC2420无线收发模块架构的无线传感器网络的教学实验平台,设计并实现了系统的总体架构、硬件电路、软件接口与数据汇聚模式,根据实践教学要求,设计了基于该平台系统的基本实验要求与操作步骤,给出了对不同层次实践教学的目标要求,最后给出教学实践效果的评价。     

无线传感器网络模糊逻辑分簇路由协议

在无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）中,LEACH协议通过概率模型来选举簇头,由于没有考虑到传感器节点的分布情况和能量剩余等信息,可能会使得部分节点过早死亡.针对这一问题,提出基于模糊逻辑的分簇路由协议（DFLCP）.在预选簇头阶段,根据节点剩余能量等信息利用模糊逻辑计算出节点的竞争半径,使得簇头分布相对均匀;在簇头选举阶段,通过模糊逻辑确定节点成为簇头的概率.仿真结果表明：DFLCP协议可有效控制簇头节点的分布密度和簇的半径,均衡网络负载,延长节点平均生存时间.