一种以ZigBee协调器为中心的能量均衡路由算法研究

ZigBee规范缺乏对节点能量的考虑,在分析ZigBee网络中节点能量消耗特点的基础上,提出了一种以协调器为中心的路由算法,该算法充分考虑了网络拓扑结构的特征,以减少某些节点能量的过度消耗为目标,能够提高网络的性能。     

基于ZigBee网络的USB节点研究与实现

研究并实现了基于ZigBee网络的通用的串行USB接口节点,可以克服常规通信距离限制和布线麻烦等不足,扩大ZigBee技术的应用范围。由无线收发模块(CC2430)、USB接口(CH375)和电源等构成基于ZigBee网络的USB节点硬件。为USB接口定制并封装UVC和UAC协议,CC2430与CH375以异步UART模式串行通信,实现基于ZigBee网络无线收发信息功能,包括音频、视频和数据等信息。经过USB节点点与点的数据收发测试,USB主机方式下可以进行稳定可靠的无线收发传输。     

基于ZigBee技术的短距离无线数据传输系统

结合ZigBee技术和ARM技术的发展及无线数据传输系统的需求,提出了一种基于ZigBee和ARM技术的无线传感器网络设计方案,系统主要包括ZigBee节点和ZigBee基站节点,利用MSP430F149和CC2420架构ZigBee节点,用嵌入式ARM7芯片STR7IOFZ2T6和CC2420架构ZigBee基站节点,构成低功耗、低成本的硬件平台,并采用部分网状(Partial Mesh)拓扑结构、Z-Stack协议栈开发软件和按需路由算法(Ad Hoc On-demand Distance Vector),嵌入TinyOS系统,实现基于ZigBee技术的无线数据传输系统.可实现一点对多点、两点间对等通信,快速组网自动配置、自动恢复,节点之间可相互协调实现数据通信.     

基于ZigBee心电监护网络的定位系统的研究

利用超声波和无线电相结合的定位技术设计了一套适用于ZigBee心电监护网络的定位系统.本文在分析ZigBee网络模型结构的基础上,采用TDOA测距技术和Bounding box定位算法实现了心电监护网络内的短距离定位;利用高性能微控制器、CC2430无线收发模块和超声波收发模块构建了定位系统中各关键节点的硬件平台和软件平台,并对整个定位系统的原型机进行了测试.测试结果表明,该系统定位精度较高,具有较好的推广价值.     

ZigBee树路由改进算法研究

ZigBee树路由(ZTR)算法由于其不需要路由表和路由发现就能发送数据包的优点,广泛应用于内存资源有限的设备中。然而,ZigBee树路由算法必须遵循树型拓扑结构,因而不能提供最佳路由路径。为此提出了一种STR算法,它可以利用邻居表提供近似最佳路由路径并保留了ZigBee树路由算法不需路由发现及内存开销低的优点。仿真结果表明,该算法有效的减少了路由消耗,节约了网络的能量,并延长了网络的使用寿命。     

交通信息采集无线传感器网络节点部署的微粒群优化方法

针对城市道路交通信息采集无线传感器网络节点部署优化问题,采用传感器网络连通性和覆盖性作为综合评价函数,以满足网络连通性和覆盖性为约束,建立节点部署的约束优化数学模型,并用罚函数法将其转化为无约束优化模型。采用微粒群算法求解,并用动态改变惯性权重方法作为改进算法解决微粒群算法的早熟收敛。以北京市二环以内的道路为例进行模拟实验,结果表明,微粒群算法及其改进算法使优化布局的评价函数值比初始手动布局提高1.71%和3.18%。微粒群算法及其改进算法能够优化交通信息采集的无线传感器网络节点布局。     

关于精确平均点度随机网络仿真模型的研究

为提高仿真模型的可信度，提出了一种随机网络生成算法。研究内容包括：随机节点的区域性分布，中心节点、OVERLAY功能节点的选择，实验推演新的概率连通公式，增加点度分类约束策略及随机网络快速连通策略等。在算法基础上建立了具有精确平均点度的随机网络仿真模型。对该随机网络仿真模型的性能做了一定的阐述、模拟和分析，表明该模型是通用性的、可定制的。与现有算法相比，该算法收敛性好，并能线性逼近所模拟的实际网络。     

基于ZigBee与GPRS网络的电能管理系统设计

为实现电力部门的自动化管理,提高其管理技术水平,提出在电能管理系统中采用ZigBee通信网络与GPRS网络相结合的数据通信设计方案。方案选择CC2430作为ZigBee通信系统的射频芯片,给出了数据采集设备、数据集中设备和ZigBee各节点的硬件和软件实现方案。该系统具有成本低廉、反应敏捷且易维护等特点,与电力部门实时、高效管理电能的理念相吻合。     

ZigBee中C1uster-Tree路由算法改进研究

针对ZigBee网络中Cluster-Tree只按父子关系选择路由可能会带来额外路由开销,高层节点可能会因为业务量过大而过早耗尽电池能量形成死点,造成网络分割等问题。本文研究出一种改进的Cluster-Tree路由算法。改进算法中通过引入邻居表,当目的节点为发送节点的邻居节点时,则直接发送给目的节点;当目的节点为邻居节点的子节点时,则下一跳为邻居节点;否则按照Cluster-Tree算法选择下一跳的节点。利用OMNET++4.1仿真结果表明,改进的Cluster-Tree路由算法能有效的减少路由开销,同时节约了网络的整体能量消耗,提高了网络的传输效率,延长了网络的存活时间。     

具有能量获取能力的低功耗ZigBee无线传感器网络节点设计

基于ZigBee技术的无线传感器网络具有巨大的应用前景。由于网络节点能量有限,如何设计低能耗的ZigBee无线传感器网络节点,最大限度地利用自身能量,同时从环境尽可能获取能量,是提高网络节点生命周期的二大关键问题。本文一方面系统分析了ZigBee无线传感器网络节点中各个部分引起的能量消耗,提出从节点硬件结构和网络协议两方面来降低网络系统能耗,延长网络生命周期的策略。另一方面提出从环境中获取能量的ZigBee无线传感器节点设计思想,设计开发了具有能量自获取能力的ZigBee无线传感器网络节点,用太阳能光伏电池和风能发电机作为生能器件,用超级电容器和锂离子电池作为储存器件,并采用低功耗的能量获取管理策略,实现了能量的自动获取与充分利用。