TinyOS无线传感器网络组网技术

无线传感器网络的自组网技术以及其网络的体系结构一直是研究的重点,关系到整个网络的可靠性、效率和可扩展性等。同时专门的无线传感器网络操作系统的开发也受到了极大的关注,其中基于操作系统的路由协议的研究与实现更是当今该领域的研究热点。     

基于TinyOS操作系统的I/O控制

无线传感器网络中的Sink节点是数据汇聚的中心,它与数据采集终端通过一个串行接口连接.为了实现Sink节点与数据采集终端的通信,利用CC2430芯片的数据传输原理,用nesC语言编写了一个TinyOS系统下的I/O控制程序,并给出在CC2340芯片上实现的结果,可用来控制对Sink节点的输入和输出.对该程序进行一定的扩展和改进便可以实现对Sink节点与节点通信和数据传输的控制.     

TinyOS无线传感器网络操作系统分析

TinyOS是UC Berkeley（加州大学伯克利分校）开发的开放源代码操作系统,是专为嵌入式无线传感器网络（WSN：wireless sensor network）设计的操作系统。文中介绍了TinyOS无线传感器网络操作系统的主要特点,详细分析了TinyOS无线传感器网络操作系统的工作机制。     

基于TinyOS的无线传感器网络节点设计

本文从硬件和软件两个方面分析了构建无线传感器网络节点的一般规律和方法,设计了以msp430控制芯片和D21DL无线数传电台为核心的无线传感器网络硬件平台、无线传感器网络系统软件移植了加州大学伯克利学院开发的专用于无线传感器网络的TinyOS开源系统,在此基础上进行硬件驱动以及上层通讯协议的开发。     

基于TinyOS的CC2430无线数据收发的设计

为解决现有CC2430无线数据收发程序代码量庞大,结构不清晰,关键源码不公开等问题,提出一种基于TinyOS的CC2430无线数据收发设计方案。在分析CC2430性能的基础上,设计一种基于DMA的节点收发机制,配置DMA的源和目的地址寄存器、数据长度寄存器以及触发模式寄存器,并根据DMA操作流程给出数据发送和接收流程图。基于TinyOS的组件结构,给出了包括DMA数据收发、简单MAC协议、定时器和串口的组件配置文件。编译结果表明该方法结构简单,占用RAM为11字节,占用程序空间少于7KB。在CC2430节点上的运行结果表明在节点通信范围内．在各种网络负载下节点间数据收发成功率和正确率均达到100％。     

基于TinyOS的CC2430无线数据收发的设计

为解决现有CC2430无线数据收发程序代码量庞大,结构不清晰,关键源码不公开等问题,提出一种基于TinyOS的CC2430无线数据收发设计方案.在分析CC2430 性能的基础上,设计一种基于DMA的节点收发机制,配置DMA的源和目的地址寄存器、数据长度寄存器以及触发模式寄存器,并根据DMA操作流程给出数据发送和接收流程图.基于TinyOS的组件结构,给出了包括DMA数据收发、简单MAC协议、定时器和串口的组件配置文件.编译结果表明该方法结构简单,占用RAM为11字节,占用程序空间少于7 KB.在CC2430节点上的运行结果表明在节点通信范围内,在各种网络负载下节点间数据收发成功率和正确率均达到100%.     

基于TinyOS的无线传感器网络LEACH算法的改进

LEACH协议是无线传感器网络中最流行的分簇路由协议之一.针对LEACH算法簇分布不均匀以及网络能耗不均衡等问题提出了一种高效节能多跳路由算法.在簇建立阶段,新算法根据网络模型计算出最优簇头间距值,调整节点通信半径以控制簇的大小,形成合理网络拓扑结构;在数据传输阶段,簇头与基站之间采用多跳的通信方式,降低了节点能耗.在TinyOS操作系统下,使用nesC语言设计实现了LEACH-EEMH算法.基于TOSSIM平台的仿真结果表明,新算法较LEACH算法在均衡网络能耗、延长网络寿命方面具有显著优势.     

基于TinyOS的低功耗WSN广播协议设计与实现

文章针对低功耗WSN的多跳广播问题,摆脱异步睡眠调度下利用单播实现广播的转发模式,给出基于Tiny OS的低功耗WSN广播协议的设计,包括低功耗WSN广播主干构建、广播转发条件判定、广播的时延保障和基于睡眠调度可调的广播优化。该协议的各组件可通过连接的方式应用于现有协议的集成或开发,也可用于广播支持的研究,比如低功耗WSN的网络配置控制信息广播、低功耗WSN的事件通知和低功耗WSN的密钥管理与分发等。     

一种改进的AODV路由协议在传感器网络的实现技术

本文提出了一种改进的AODV路由协议——AODV-PB,在无线传感器网络环境下,该协议彻底消除了Hello消息机制和邻居链路维护的开销,在能量资源极度有限的无线传感器网络中节约了节点的能量,延长了网络的寿命,而且克服了单向链路的带来的影响。并以nesC语言编写改进的AODV-PB路由协议,在TinyOS操作系统作下实现了AODV-PB路由协议。通过TOSSIM仿真器对AODV-PB路由协议进行网络仿真,并进行了定性的仿真对比,发现采用AODV-PB协议后,WSN网络节点的寿命相差不大,网络可扩展性也得到加强。     

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.     

基于Tinyos的传感器网络程序实例开发

Tinyos操作系统采用的轻量级线程技术、两层调度方式、事件驱动模式、主动消息通信技术及组件化编程等有效地提高了传感器节点CPU的使用率,在Tinyos中采用NesC语言进行应用程序开发,有很多问题值得研究和探讨。从NesC语言基于组件化编程的特点入手,讨论基于Tinyos的应用程序的开发过程。分析了编程语言NesC的应用程序结构,结合实例给出完整的Tinyos中用Tossim模拟器模拟应用程序的过程,说明了应用程序开发的步骤及运行方法。     

基于OPNET的无线传感器网络仿真

OPNET是目前广泛使用的可用于网络仿真及协议分析等的仿真工具软件。本文以LEACH协议为例,阐述了基于OPNET平台进行无线传感器网络协议仿真的一般过程。首先本文简要描述了LEACH协议的网络模型以及能量模型,随后介绍了利用OPNET进行LEACH协议建模的步骤。最后给出并分析了仿真结果。     

无线传感器网络的模拟仿真技术

良好的模拟仿真技术对于无线传感器网络显得尤为重要。介绍了现有无线传感器网络的主要模拟仿真平台,并对其优缺点进行了分析比较;讨论了无线传感器网络模拟仿真平台的设计思想及今后的发展方向。     

一个并行无线传感器网络模拟框架

提出了一个面向应用型和面向协议型相结合的并行无线传感器网络模拟系统（WSNSim）框架。设计目标是系统具有广泛的应用场合，被模拟网络规模具有很好的可扩展性，并且系统运行具有较高的效率。采用此框架开发的软件系统将为不同的传感器网络应用提供试验平台，同时支持传感器网络各层协议的开发研究及性能评价。     

无线传感器网络中节点合作定位研究和仿真

采用最大似然估计(MLE)方法和共轭梯度(CG)算法,通过软件模拟无线传感网络的节点合作定位算法,仿真验证了基于接收信号强度RSS和到达时间TOA测距两种定位方法的有效性,并且研究了盲节点数对网络估计克拉美-罗界(CRB)的影响.仿真结果表明基于以上两种测距方法的节点定位估计方差满足网络估计界CRB,并且随着系统盲节点数的增加,网络估计界CRB会减小,即节点位置的估计也可以更精确.     

Routing Protocol Based on Tabu Search for Wireless Sensor Networks

This paper investigates the proposition of a new routing protocol for wireless sensor networks called TSRP (Tabu Search based Routing Protocol). In this protocol, we use the mechanism of the meta-heuristic Tabu search to route the data from the sensor (that has sense the events) to the sink. This mechanism is used to select the next sensor that will route the data based on a cost function (considering the energy and the visibility of this sensor compared to the sink). Simulation results, on a car parking application, show that TSRP prolongs the network lifetime than the existing protocols.     

无线传感器网络基于梯度的分簇路由算法

无线传感器网络中节点的能量是有限的,而且一般不能补充能量.所以如何最大化节点能量的利用率,延长整个传感器网络的生命周期,一直是无线传感器网络的一个研究热点.本文针对Leach路由算法的不足,提出一种新的基于能量考虑的梯度分簇路由算法.最后通过OMNET++仿真试验,来验证新的路由算法的优越性.     

Performance Optimization Based on Compressive Sensing for Wireless Sensor Networks

A routing algorithm, based on a dual cluster head redundant mechanism combined with compressive sensing data fusion algorithm, is proposed to improve reliability and reduce data redundancy of the industrial wireless sensor networks. The Dual cluster head alternation mechanism is adopted to balance the energy consumption of cluster head nodes. Through the compressive sensing data fusion technology to eliminate redundancy, effectively improve the network throughput of the sensor network. The simulation results show that the proposed algorithm is able to enhance the networks performance, significantly reduces the number of lost packets and extend the network’s lifetime.