CC2510在无线传感器网络节点中的应用研究靠

介绍了一种基于内嵌51内核的单片可编程UHF收发器芯片CC2510的无线传感器节点的设计,以及基于这种节点的通讯协议.由该节点组成的无线传感器网络功耗低、节点体积小,实现了随机分布的传感器网络自组织和数据的多点跳传.     

基于Sun SPOT平台的无线传感器网络多跳路由协议设计

多跳路由协议是无线传感器网络中的关键技术之一,针对传统多跳传输协议在无线传感器网络的实际应用中存在部署过程过于复杂等问题,设计了一种灵活实用的基于Sink节点控制的无线传感器网络多跳传输协议(Sink Controlling Multi-hop Protocol,SCMP)。Sink节点通过发送命令信息实现对传感器节点的控制,并收集各个节点的路由信息从而获得全局路由,然后对传感器节点的数据传输进行进一步控制。在Sun SPOT平台上对SCMP进行了部署实验,结果表明,基于Sink节点控制的多跳传输协议更加方便灵活,在实际的无线传感器网络应用中具有一定的有效性和可行性。     

能量均衡的无线传感器网络节点路由算法

为了提高无线传感器网络的生存时间,提出一种能量均衡的无线传感器网络节点路由算法。首先利用能量阈值和节点剩余能量将节点归类为2个区域,使得不同区域的节点当选为本轮簇头节点的概率不同,在数据稳定传输阶段,簇头与基站之间采用单跳与多跳相结合的通信方式,最后采用仿真实验测试算法的性能。结果表明,本算法有效提高了网络的能量利用率,能够实现节点之间的能耗均衡,使无线传感器的网络生存时间得到延长。     

无线传感器网络中路由选择算法的研究

针对无线传感器网络中采用多跳方式建立路由的特点,将蚁群算法用于在无线传感器网络中寻找多跳路由,通过一组"人工蚂蚁"采用并行搜索方式,寻找从源节点到目的节点的最少跳数路径;在算法中通过引入约束条件,既可降低算法的计算开销,又加快了算法的收敛速度;仿真结果说明将该算法用于无线传感器网络中搜寻路由是有效的,且具有鲁棒性特点,同时比传统的路由算法具有更低的时间复杂度。     

无线传感器网络单跳与多跳路由的选择性

针对无线传感器网络选择恰当的路由路径对节省节点能量的重要性,分析无线传感器网络单跳与多跳路由路径的能量消耗情况,发现数据压缩或融合时,对于给定的不同压缩或融合比存在一个不同的临界距离,当大于这个临界距离时,选择多跳路由比单跳路由更节省能量,反之则选择单跳路由比多跳路由更节省能量。仿真结果显示该文的分析是正确的,这对无线传感器网络选择路由路径具有实际的指导意义。     

基于冗余连通的无线传感器网络覆盖优化研究

在保证无线传感器网络连通的基础上,提出了一种带有一定冗余度(即k连通)的传感器网络.另外在基于图论模型的基础上,提出一个多跳无线传感器网络的选路算法,该算法考虑到无线传感器网络的节点多跳特征,通过多跳矩阵的更新进行相应的路由选择和分析,从而选择最优路径,以节省网络开销.     

一种高效节能的PR-MAC协议

为解决无线传感器网络能耗过大和效率不高的问题,提出一种功率控制和多速率自适应的PR-MAC协议。该协议采用功率控制和多速率自适应技术,在降低能耗的同时提高网络的吞吐量。仿真实验结果表明,该协议采用基于节点剩余能量和距离基站跳数的随机退避策略可提高网络效率,在选择节点发送数据上考虑节点的剩余能量和距离基站跳数等因素,能有效地平衡无线传感器网络的能量。     

二元决策图和故障树相融合的无线传感器网络可靠性分析

为了提高无线传感器分析网络可靠性,提出一种基于二元决策图和故障树相融合的无线传感器网络可靠分析方法;首先根据无线传感器网络拓扑结构建立了故障树模型,然后将无线传感器网络故障树转化为二元决策图结构,最后采用仿真实验分析了不同节点冗余度、不同跳数条件下无线传感器网络的可靠性;仿真结果表明,文章方法的分析结果可以帮助无线传感器网络性能的优化,可以提高无线传感器网络的可靠性.     

基于ZigBee的多传感器物联网无线监测系统

针对无线传感器网络在物联网无线监测中的应用,基于ZigBee技术组建树形无线网络,以SoC芯片CC2530为核心设计模块化无线节点硬件,集成了含温湿度和振动量等的多传感器模块,基于Z-stack协议栈完成了多传感器有限状态机程序和低功耗节点程序,并改进了协议栈对链路失效的管理机制。通过大量实验获取统计数据,无线节点点对点传输速率典型值为20 kb/s,多跳传输典型值为0.3 kb/s,系统具有较强的扩展性,能够较好地满足智能家居和安防监测等物联网应用。     

层次拓扑结构的无线传感器网络能量模型

能耗效率是无线传感器网络中非常重要的性能指标。为了提高网络能耗效率,研究无线传感器网络中的能量模型是非常必要的。针对无线传感器网络层次拓扑结构模型,根据传感器节点工作能耗特点和在网络中承担的不同角色,推导出普通传感器节点、簇头节点能耗模型;并对单跳和多跳两种传输方式的网络能耗以及能耗最小时的最优簇头数进行理论分析和计算,对比了不同传输方式的网络能耗。通过理论分析推导出网络能耗和最优簇头数公式,将为设计能量有效的无线传感器网络拓扑结构算法和通信协议提供指导和理论基础。     

线型无线传感器网络的节点部署策略

尽可能延长无线传感器网络的生命周期是设计和部署网络所面临的最大挑战之一。由于节点配备的能量有限,节点通常采用多跳方式向基站传输数据。分析了节点在多跳通信时的能耗,提出一种非均匀的节点部署策略,得出一个部署传感器节点的密度函数,在靠近基站的区域部署较多的节点。仿真实验表明,非均匀的节点部署策略能有效延长网络的生命周期。     

移动传感器网络路由协议的多跳数据传输及能耗性能分析

为了研究无线传感器网络路由协议性能与网络节点移动性之间的关系,基于网络模拟器NS-2构建了无线传感器网络的11种静止模型和16种移动模型,基于模型设计了不同的仿真实验,并对AODV和DSR协议的性能进行了评估。在评估过程中引入了一种全新的可以精确计算网络能耗的层次型能耗评价方法ECOB。实验结果表明,在节点静止及低移动速度的环境中,无线传感器网络路由协议性能受节点移动速度及网络规模的影响不大;然而,随着越来越多的移动节点参与多跳数据传输,受节点移动速度提高的影响,AODV和DSR的多跳数据传输性能下降幅度增大;与DSR相比,AODV更适合高移动性的大规模移动场景。     

基于动态规划的无线传感器网络的路由算法

路由问题是无线传感器网络中的核心问题之一,其数据传送的多跳特点使得非常适合用动态规划的原理来设计传感器网络的路由算法.基于动态规划,通过节点跳数生成算法为传感器网络中的每个节点赋一个表示到Sink点跳数的节点跳数值,并分析了传感器网络的拓扑结构特点,然后给出了无线传感器网络中寻找从源到汇满足不同设计目标的最小跳数(MinH)、最小跳数最大剩余能量(MinHMaxRE)和最小跳数最小费用(MinHMinC)3种路由算法.探讨了最小跳数最小费用路由与最小费用路由之间的关系,并给出了判断最小跳数最小费用路径就是最小费用路径的一个充要条件.算法的能量消耗分析表明,所给路由算法能实现大幅度的能量节省.     

基于异构比特速率的无线传感器网络拥塞控制技术

针对多跳汇聚无线传感器网络漏斗效应引起的拥塞和能耗问题,提出基于异构比特速率的无线传感器网络拥塞控制技术,通过增大漏斗区域转发节点的比特速率来提高处理能力.为实现异构比特速率传输,在硬件上设计了基于ATmega128微处理器和CC1100射频芯片的传感器节点,支持多种比特速率通信;在软件上改进了TinyOS系统组件,实现比特速率动态切换.通过实际部署的传感器网络实验表明:在趋于饱和的流量下有效缓解了网络拥塞,吞吐量提高了18.6％.     

基于无线传感网络的远程水环境中参数实时监测

针对目前水环境污染状况的日益恶化的问题,采用无线传感器网络,通过节点传感器采集水环境中离子浓度、盐度、电导率、温度等参数来实现实时监测。传感器网络节点一跳或多跳方式自组织网络,汇聚节点将传感器网络节点采集的数据通过GSM/GPRS发送至上位机。上位机对数据进行分析处理,实现对水环境中各项参数的实时监测。实验表明该系统具有成本低廉、移植性好、实时性强的效果。     

多参数无线传感器网络监测系统设计

针对传统物理布线式的传感器数据采集监测系统布线繁琐、功耗大、结构单一、动态性能差等特点,设计了一种基于ZigBee技术、包含一个数据基站和多个多参数终端采集节点的无线传感器采集系统。采用低功耗、无线收发性能良好的CC2530作为系统节点和数据基站的主控芯片。通过Z-Stack协议栈和OSAL操作系统,实现了基于ZigBee的无线传感器网络的通信和组网。考虑到采集现场对不同信号的需求,该系统可同时采集数字信号和模拟信号。节点通过CC2530主控芯片的串行外设接口(SPI),采集数字化传感器输出信号;通过扩展AD7656实现6通道并行A/D转换,从而采集多个传感器输出的模拟信号。实测结果验证了系统的网络传输性能和动态拓扑结构,以及各终端采集节点对数字信号和模拟信号的采集性能。基于ZigBee的无线传感器网络技术优势突出,必将成为传感器信号采集行业的发展方向。     

基于PSoC的无线传感器网络系统设计

无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息,但是无线传感器网络节点能耗高、容易失效。针对这一问题,提出一种基于PSoC的无线传感器网络系统设计方案,采用CYPRESS公司PSoC芯片(可编程片上系统)CY8C29466作为节点处理器,实时采集网络各节点的电池电量,引入抗干扰能力较强的Wire-lessUSB通信技术构建无线网络,提高无线数据传输的可靠性,以车位锁管理系统设计为例,详细阐述了该传感器网络系统的硬件和软件设计。实际应用结果表明,该方案充分利用PSoC芯片内部的模拟资源和数字资源,缩小了体积,缩短开发周期,且能有效地降低系统的能耗,检测网络各节点当前的电量,通知管理人员及时更换电池。     

基于双MCU和nRF2401的无线传感器网络系统

基于无线传感器网络的理论和实现研究,提出了无线传感器网络系统.该系统由3个传感器节点和1个Sink节点组成.传感器节点采用MSP430F123单片机为处理器;Sink节点采用S3C2410为处理器,两者的无线传输模块均采用nRF2401芯片.经调试运行,该系统实现了小规模地区内温度信号的采集、传输和处理.运行结果表明,该系统可以作为无线传感器网络的实验系统,为无线传感器网络的研究提供实验平台.     

无线多媒体传感器网络视频流区分服务多径Qos路由算法

无线多媒体传感器网络视频流传输需要提供多样性QoS保障,传统的无线传感器网络路由协议不能很好地保证多媒体视频流数据传输, 改进多径路由算法TPGF下一跳节点选择方法,提出一种适合视频流传输的区分服务多路径Qos路由算法DSMQRA。综合考虑各路径跳数与节点剩余能量情况,在源节点与汇聚节点间找到多条优化的节点不相交路径;采用区分服务机制,重点保护视频流关键帧,提高视频流传输质量。在NS2环境下与AODV、GPSR、TPGF等算法进行仿真对比分析,实验结果表明DSMQRA算法能够有效延长网络生存时间、降低丢包率、减小帧延时、图像峰值信噪比较高,更加适合无线多媒体传感器网络视频流数据传输。     

多媒体传感器网络中基于两跳簇结构的图像传输方案

与传统无线传感器网络节点能量绝大部分消耗在无线收发上不同,无线多媒体传感器网络中数据处理与传输能耗具有“均匀“分布的特点.通过分析表明,传统无线传感器网络簇结构下的数据传输策略并不适合于无线多媒体传感器网络.因此提出了一种基于两跳簇结构的图像传输方案,通过增加中继节点负责图像的压缩编码和转发,在减小相机节点图像传输能耗的同时,大大缓解了相机节点和簇头的图像处理能耗压力.仿真结果表明,该图像传输方案极大的延长了网络的生命周期,非常适合于能量有限的无线多媒体传感器网络.