基于IEEE 802.15.4的传感器网络性能研究

本文针对传感器网络协议关心的设计指标,分析了IEEE 802.15.4应用于传感器网络的有效性.文中在ns-2仿真平台上建立了较为精确的能量模型,仿真分析了负载、占空比、工作/睡眠切换频率和节点数对传感器网络性能的影响,为实际应用中设置合理的参数以及进一步改进MAC协议提供了依据.还对网络的能耗、时延和可升级能力进行了定量研究.     

基于网络编码的IEEE 802.15.4 MAC协议优化

针对应用网络编码的多信源节点双向中继网络,在IEEE 802.15.4 MAC传输协议的基础上进行了优化.IEEE802.15.4 MAC协议在整个超帧的竞争访问周期均处于收发状态,优化后的MAC协议,在超帧的竞争访问周期,当信源节点接收到确认帧后,就关闭收发机制,信源节点进入睡眠状态,大大的节约了能量消耗.仿真结果表明优化后的MAC协议在完成系统功能的同时更好的节约了能耗.     

基于IEEE 802.15.4的无线传感器网络的设计与实现

利用基于IEEE 802.15.4的IP-Link1200模块,设计并实现了能够实时接入现有蜂窝网络的无线传感器网络的验证系统。该方案工作于900 MHz或1 800 MHz的GSM(全球移动通信系统)网络的SMS(短消息业务)平台,把从目标区域采集到的温湿度参数传送给位于远程的任务管理中心。用户只需用普通的支持短消息的手机,向任务管理中心发送固定格式的短消息,就可以实时地获得任意一指定节点的温湿度参数。另外,也可以通过Internet打印历史报表。     

IEEE802.15.4协议的性能研究

本文重点研究了802.15.4 MAC协议的网络性能,并仿真分析802.11和802.15.4在不同流量负载下数据吞吐量和时延的变化情况.结果表明在传输数据包长度较小的应用环境下,802.15.4的带宽效率比802.11高,说明802.11并不适合数据传输率低、传输包长度较短的应用环境,而802.15.4适合低速率的无...     

IEEE802.15.4MAC协议研究现状

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一门新兴的无线网络技术。IEEE802.15.4标准作为一种新兴的无线通信协议,以其低功耗、低速率传输和低成本的设计宗旨为无线传感器网络提供了一种很好的解决方案。对IEEE802.15.4标准的相关规定和特点进行了简要介绍,在该标准的基础上针对当前关于能量消耗、GTS调度机制和CSMA/CA协议等方面的研究现状进行了介绍,并做了总结。     

基于IEEE802.15.4a信道的高性能脉冲超宽带系统

随着通信技术的不断进步,超宽带技术作为一种新型无线通信方式,较传统无线通信方式具备许多技术上的优势,在许多应用领域如航空、医疗、军事以及消费类电子产品中都有着广阔的应用前景和特有的应用价值。文中在对脉冲超宽带系统的信源、信道、接收机进行理论分析的基础上,研究了一种具有高性能的脉冲超宽带系统并对该系统进行了建模和仿真。根据仿真实验结果分析得出该系统的各项性能要远远优于其他脉冲超宽带系统。     

基于IEEE802.15.4的Ad Hoc网络快速组网研究

IEEE802.15.4是一种低功耗的无线网络通信协议标准,适用于能量有限的无线网络中。提出了一种基于IEEE802.15.4标准的低功耗、能够快速组网的Ad Hoc网络组网方案。在该组网方案中,以IEEE 802.15.4协议标准为基础,设计了一个能够快速组网的网络层。在网络层中,使用AODV作为Ad Hoc网络的路由协议。     

一种针对无线传感器网络的MAC协议:S-MAC

无线传感器网络是最新产生的一种面向特定应用的网络系统,它产生的得益于无线通信技术和电路集成技术的发展.利用大量的低成本,体积,功能的传感器对环境进行监控,改变了传统的监控方式,具有很广泛的应用前景.文中着重介绍了一种针对无线传感器网络的MAC协议:S-MAC.     

无线传感器网络功率自适应研究

在一些随机组网的应用场合,一方面要求每个传感器节点的数据必须被准确获得,另一方面又很难保证节点间的分布距离都在通讯距离范围内,这种情况下直接使用基于IEEE802.15.4协议的无线传感器网络存在问题。针对该问题,提出了一种功率自适应传感器网络解决方案,包括功率自适应协议及其软硬件实现方案。基于该方案,利用Crossbow公司的MICAz节点构建了一个通信距离自适应、低功耗、高可靠性的传感器网络,并进行了实际测试与验证。     

移动Sink传感网中基于IEEE 802.15.4的拓扑控制与路由

针对查询驱动的移动Sink无线传感器网络,基于IEEE 802.15.4标准,提出了一个联合簇树组网和移动路由的跨层协议设计方案。以能耗、网络连通度、负载均衡和子树深度等指标为评价因子,在多目标优化模型下定义了一个拓扑综合评价函数,构建稳定的最优簇树网络结构;改进了IEEE 802.15.4 MAC中基于信标帧调度的分布式睡眠同步算法,维护较低占空比下的网络同步与拓扑修正;利用拓扑形成过程中依"最早信标帧"、"最好链路"、"最小层次"3种准则确立的父子关系,建立移动Sink与N-Hop范围内节点的双向路由路径。最终将上述MAC层的拓扑控制方案与网络层的查询路由方法完整实现于TinyOS协议栈中。实验结果表明,评价函数能够有效地反映组网质量,N-Hop后验式路由结合睡眠同步机制,在"最好链路"拓扑下表现出较高的能量效率。     

A WiSN node SoC with real-time image compressor and IEEE 802.15.4 MAC accelerator

This article presents a wireless image sensor node SoC (system-on-a-chip) for low-power wireless image sensor network (WiSN), in which camera chip interface, high-quality image compression and IEEE 802.15.4 compliant acceleration modules are integrated on chip. The proposed SoC contains a hardware-implemented real-time lossless JPEG (JPEG-LS) compression engine for Bayer Color Filter Arrays (Bayer CFA), reaching a 3.5 bits/pixel with peak signal to noise ratio (PSNR) greater than 46.3 dB and achieving a maximum 5 frames/s @16 MHz for VGA (640 × 480) colour images. The proposed hardware accelerator for IEEE 802.15.4 media access control (MAC) layer covers crucial protocol defined functions and algorithms, and reduces 45% software code in the host processor. This SoC has been fabricated in UMC 0.18 µm 1P6M CMOS process. The average power of the prototype chip is 18.2 mW at 3.0 V power supply and 16 MHz clock rate.     

基于IEEE802.15.4标准的软件无线电技术研究

随着微机电、无线通信等关键支撑技术研究的持续发展,无线传感器网络的研究也进一步深化.无线传感器网络适用的领域越来越广,有人适时提出多媒体无线传感器网络的概念,以满足人们在传感器网络平台下对图像、语音,甚至视频数据等信息传输的需求.如何实现无线传感器网络在多种应用环境及同一环境下多工作模式的智能化转换,软件无线电技术无疑是一种较好选择.就软件无线电技术引入传感器网络进行一些探讨,对PHY层MAC层的技术进行了研究.最后,展示了一个简单的传感器网络软件无线电演示平台.     

Performance evaluation of IEEE 802.15.4 sensor networks in industrial applications

Wireless sensor networks have been widely applied in industrial applications especially since the release of IEEE 802.15.4 standard. By participating in an automobile project in which an IEEE 802.15.4 based sensor and actuator network is deployed to measure and control the vibrations of an automotive system, we need to study many metrics of IEEE 802.15.4 sensor networks (e.g., packet delivery rate, latency, and energy consumption) under various sampling rates. In order to provide detailed modeling of hardware and software as well as network behaviors on each sensor node, we conduct plenty of experiments on a SystemC‐based wireless sensor networks simulator IDEA1, which supports the hardware and software co‐simulation of sensor nodes with certain flexibility of abstraction level. Compared with the existing works on performance evaluation of IEEE 802.15.4 protocols, the main contributions of this paper are the comprehensive studies of both beacon‐enabled and nonbeacon‐enabled modes under various parameter settings and the beacon tracking synchronization mechanism in the IEEE 802.15.4 standard, which is ignored in most previous works. Additionally, the in‐depth analysis of simulation results enables us to find the best parameter configurations to different traffic loads and application requirements, which can be used as general experiences for other applications.Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

IEEE802.15.4标准的无线传感器网络自组网方案

无线传感器网络需要低功耗短距离的无线通信技术,IEEE 802.15.4标准就是针对低速无线个人区域网络的无线通信标准,把低功耗、低成本作为设计的主要目标,由于IEEE 802.15.4标准定义的LR-WPAN网和无线传感器网络存在很多相似之处.所以把它作为无线传感器的无线通信平台.在分析LR-WPAN网的网络拓扑及形成过程的基础上,实现无线传感器网络的自组网方案.     

IEEE802.15.4射频接收端系统设计

概述2.4GHz无线接收器物理层规范,对IEEE 802.15.4的射频接收器的结构和性能进行了系统分析,结果表明该系统满足接收要求,且具有较高的抗干扰性.     

Integration of an IEEE 802.15.4 RFID network with mobile readers with a 802.11 WLAN

In this paper, we propose a coexistence scheme that allows radio‐frequency identification readers or sinks to collect data from radio‐frequency identification tags or sensors that use IEEE 802.15.4 wireless personal area network standard and send it to the access point via an IEEE 802.11 wireless local area network. The proposed scheme uses time scheduling and bridging via readers to allow for simultaneous operation of heterogeneous wireless networks that operate in the industrial, scientific, and medical frequency band at 2.4 GHz. A simple sleep management approach is developed that allows tags to reduce their power consumption as well as collision rate. To provide timely reaction to sudden changes in tag population or reader availability, we devise a scheme where the scheduling parameters are adjustable and readers are mobile. We evaluate the performance of our solution in four scenarios and confirm the flexibility of the proposed approach. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于IEEE 802.15.4的无线USB适配器设计与实现

在无线传感器监测网络中,通常需要一个网络协调器将各终端节点采集的数据上传给监控中心,但是在有些场合用网络协调器组网很不方便。为此,本文介绍了利用USB接口技术优势结合IEEE802.15.4标准协议特点开发的无线USB适配器,详细阐述了该设备无线收发器模块、USB与串口数据转换模块等部分软、硬件设计原理,并通过组网进行了实际的测试。该设备的设计解决了现场监测环境中一系列组网复杂、开发成本过高等实际问题。