机械振动无线传感网络数据分块无损压缩方法

针对目前机械振动无线传感器网络数据无损压缩方法效率低的问题,提出一种数据分块无损压缩方法,该方法主要由数据分割和数据编码组成。传感器网络节点首先对采集的振动数据进行分块处理,利用子带能量自适应量化方法压缩原始数据,以量化压缩数据完成对原始信号的预测;然后将量化数据还原,计算预测差值矩阵;最后,采用线性预测、自适应零游程编码和Range编码对量化压缩数据和差值矩阵进行编码,进一步去除数据冗余。将提出的数据分块无损压缩方法的压缩性能与其他无损压缩方法进行对比,实验结果表明该方法能在资源受限的无线传感器网络节点上有效实现机械振动信号的无损压缩。     

面向机械振动监测的无线传感器网络结构

为了将无线传感器网络应用于机械振动监测中,提出了一种面向机械振动监测的多数据汇集点的无线网络拓扑结构,以降低数据汇集点的传输负载,增加网络的数据传输速率,平衡网内能量耗散。利用通用无线传感器网络硬件平台,设计实现了网络传输协议和相关辅助机制,构建了无线振动监测试验平台,通过实测试验评估了多数据汇集点网络结构的传输性能。结果表明,利用多数据汇集点的无线传感器网络拓扑结构可以满足1 kH z采样得到的振动数据连续传输要求。     

机械振动WSNs最小二乘发射功率自适应控制方法

机械振动无线传感器节点为了保证数据传输的可靠性采用最大发射功率,导致部分传感器节点传输能耗浪费。针对此问题,提出了一种无线传感器节点最小二乘发射功率自适应控制方法。首先,传感器节点在机械振动监测中进行簇内通信获得发射功率与链路质量的离散关系;其次,采用最小二乘法对离散数据进行线性拟合,建立数据可靠、节能传输的最小二乘发射功率自适应数学模型;最后,结合链路质量指示阈值计算出节点间数据传输的最优发射功率。对比实验结果表明,采用最小二乘发射功率自适应控制方法能有效降低机械振动无线传感器节点的传输功耗。     

基于FAHP的机械振动WSN均衡拓扑构建方法

针对机械振动无线传感器网络因拓扑不均衡导致传输时延和网络传输能耗增加的问题,提出了一种基于模糊层次分析(fuzzy analytic hierarchy process,简称FAHP)的均衡拓扑构建方法,该方法由构建模糊判断矩阵和计算权重向量组成。首先,传感器节点进行簇内通信获取信标广播信息,将信标节点网络决策因子统一量纲化,利用网络决策因子构建模糊判断矩阵;其次,检验模糊判断矩阵一致性,采用行和归一化处理或拉格朗日最小二乘法计算权重向量;最后,传感器节点通过权重向量计算出各个信标节点综合权值,关联最优信标节点为父节点加入网络,将提出的模糊层次分析拓扑构建方法与基于链路质量单准则构建网络拓扑机制进行对比。实验结果表明,该方法能有效改善传输时延和机械振动无线传感器节点网络寿命。     

无线传感器网络新技术进展研究

本文介绍了无线传感器网络的基本概念,提出了一种无线传感器的网络体系结构框架并简要介绍了各主要研究方向的最新进展。本文还针对最受关注的数据链路层协议(MAC协议)、网络层路由协议、能耗管理以及网络仿真技术(TinyOS)等几个研究热点做了比较详细的叙述。     

无线传感器网络能量优化技术

无线传感器很好地实现了与网络的连接,作为21世纪最有影响力的创新型技术之一,对科学技术的发展和无线传输领域的进一步拓宽至关重要。本文从无线传感器的概况出发,对其消耗进行分析,进而阐述了能量优化技术的相关原理。     

基于无线传感器网络的空气质量监测系统

为了随时了解城市空气质量状况,设计了一种基于无线传感器网络的空气质量监测系统。由无线传感器网络及GPRS网络组成的空气质量监测系统可以实现远程实时数据采集。大量的传感器节点部署在监测区域,负责采集各种空气信息,再经GPRS网络传送到与Internet网络相连的远端监控中心;工作人员通过对接收的数据进行分析,及时发布天气信息,为城市规划提供依据。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。     

无线传感器网络分布式数字信号处理的探讨

无线传感器有几个缺点,如发射距离短,计算处理能力差,以及发射功率低等。该文以协作信号处理概念为理论基础,讨论设计高效传感器网络。设想有一个由多个传感器节点组成的网络,每个节点与一个处理器对应。通过采用一种适当的协作运算法则和通信设计,把传感器当作分布式数字信号处理器(DDSP,Distributed Digital Signal Processor)使用,将DDSP用于快速傅里叶变换,使无线传感器网络性能得到提高。     

Survey on node deployment in wireless sensor networks

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无线传感器网络的硬件节点设计与实现

传感器节点是组成无线传感器网络的基本单位。本文通过对传感器硬件节点的研究,设计了CC2420与ATmega128单片机的硬件接口,分析了系统组成和原理,重点阐述了节点的硬件设计。本设计遵循了节点的标准化、微型化、低功耗和扩展性等原则。对该节点的测试表明,该方案较好地实现了上述目标。     

机械振动 WSNs 子带峰值自适应量化融合编解码方法

针对智能运维机械振动无线传感器网络多传感器传输振动数据时面临传输数据量大及传输效率低的问题,本文提出一种子带峰值自适应量化融合编解码方法。首先,传感器节点对原始数据进行离散余弦变换以确保子带能量集中;然后提取出子带DCT系数中的离群值,并用子带峰值自适应量化方法对其进行量化以减少数据失真;最后,用字节融合与比特融合方法将多传感器的量化数据进行融合拼接以减少数据冗余。将提出的方法与其他数据压缩方法进行对比以验证本文方法的性能。实验结果表明,该方法在8个节点同时采集传输的机械振动无线传感器网络中,数据压缩比为8.335时,重构信噪比为20.486 3 dB,节省37.2%的传输时间,可以有效实现信道资源受限的机械振动无线传感器网络多传感器振动数据的融合压缩。     

基于无线传感器网络的瓦斯监测系统

针对无线传感器网络技术和瓦斯监测的发展现状,提出了基于无线传感器网络的瓦斯监测系统的网络构建方案,对网络中的瓦斯传感器节点的硬件结构进行了设计,并对系统的软件进行了分析和设计。无线传感器网络技术在瓦斯监测方面拥有广阔的应用前景。     

基于WSN的博物馆环境监测系统

由于温、湿度等环境因素对文物的保存有着至关重要的作用,为了能够完好地保存博物馆中的文物,必须对其环境因素进行监测,而传统的手工监测方法存在着许多不足之处。为解决以上问题,提出了一种基于无线传感器网络（WSN）的博物馆环境监测系统,通过部署在博物馆藏馆内的传感器节点来实时地采集温、湿度等环境信息,并将数据传输至汇聚节点继而传送给后台处理程序,利用程序对各个藏馆的环境数据进行监测和处理。研究结果表明,该系统可以有效、稳定地对博物馆环境因素进行监测及处理,以保证文物良好的储存环境。     

一种节能的无线传感器网络路由算法的研究

针对已有的无线传感器网络(WSN)路由算法在具体的实际应用中存在的问题,提出了适合实际应用的路由算法的目标,并设计了一种能量敏感的路由算法,以节省能量消耗从而达到延长整个网络生命周期的目的。该算法在已有的分簇算法基础上加入休眠机制,使未承担传输数据的节点进入休眠状态,从而达到节能目的。在GAINZ节点组网环境中实现了基于该路由算法的原型系统,并对该算法的性能和效率进行了测试。研究结果表明,在实际应用过程中该算法能有效地提高网络的生命周期。     

无线传感器网络研究现状与应用

针对传感器、微处理器和无线通信技术的最新发展,为了深入研究无线传感器网络的关键技术,在介绍无线传感器网络发展历程、体系结构的基础上,分析了国内外无线传感器网络的研究现状,从军事、医疗卫生、环境临测和智能家居等领域论述了无线传感器网络的应用,并结合已有研究,总结阐述了无线传感器网络研究的热点问题.研究结果表明,无线传感器...     

基于无线传感网的远程心电监护终端

为使监护对象能够实时接受远程心电服务而不受时间、地点等因素影响,提出了一种基于无线传感网的移动监护终端系统,该系统通过支持ZigBee无线通信协议CC2420接收心电数据,移植嵌入式Linux及Qt/Embedded到S3C2440处理器作为人机交互界面,实现心电的实时显示,使用阈值法和自适应差分阈值法分别计算心率及实现QRS波的检测,供医护人员或专业医生进行分析和诊断。测试结果表明,算法简单可行,软、硬件都表现出良好的性能。     

无线传感器网络中一种可容错的安全聚集算法

针对实际应用中无线传感器网络的隐私保护需求和无线通信易出错的特点,提出一种可容错的安全聚集算法。算法通过多路径聚集保证在链路出现故障的情况下聚集可以正常进行,使用轻量级的同态加密系统,对传感器节点读数进行端到端的加密,保护数据隐私的同时允许基站解密获得最终聚合结果。仿真实验表明,算法具备较高的安全性和较好的容错能力,在计算和通信开销增加很小的情况下,能够获得准确的聚集结果。     

基于无线传感器网络的智能状态监测系统研究

针对现有设备状态监测系统中存在的集成度不高、适应性差和状态数据利用率低等缺点,研究并建立了基于无线传感器网络的机械设备智能状态监测系统原型.其核心是设计基于MSP430微控制器的智能传感器网络节点;利用微控制器单元的信号分析能力,进行状态数据的本地化处理和数据融合,实现数据采集与信号处理相结合的分布式状态监测,形成具有初步自我分析诊断能力的状态维护传感器网络.开发并应用于某石化企业大型机组的智能状态监测原型系统,提高了设备状态数据采集与处理的效率,有效地降低了采集点与故障诊断中心之间的通信流量.