无线多媒体传感网节点能耗问题评述

同只具有简单环境数据采集功能的传统无线传感器网络(WSNs)相比,无线多媒体传感器网络(WMSNs)能实现精细粒度的音频、视频、图像等媒体信息的采集与处理,在军事、民用、商业等领域具有非常广阔的应用前景。能耗问题是WMSNs的核心问题,已受到各界的广泛关注。主要从节点节能的角度出发,分析了视频节点的能耗主要来源及其分布,结合视频节点结构和其能耗分布特点,从数据采集、数据处理和数据传输3个方面探讨了节点节能技术的国内外研究进展与所面临的挑战,并展望了未来的发展趋势。     

基于事件捕获的无线传感网络节点能耗实时估计

无线传感网络节点能耗的动态估计对于延长网络的寿命非常关键。针对无线传感网络节点的实时能耗估计,以运行TinyOS的MICAz节点作为目标平台,对TinyOS进行了功能扩展,用nesC语言设计了一个基于事件捕获的能耗估计模块。采用数据采集卡对各硬件模块的功耗模型进行了标定,实验结果表明该方法的时间和空间开销较小,估计精度约为4%。     

一种无线传感器网络覆盖能耗平衡优化策略

在无线传感器网络中,对目标区域的覆盖程度以及网络能耗是衡量其性能的重要指标,通过对节点的合理配置,有利于保证网络覆盖,平衡网络能耗。针对节点感知距离可调的无线传感器网络,提出了一种无线传感器网络覆盖能耗平衡优化策略,该策略以满足一定的网络区域覆盖质量为前提,以覆盖能耗平衡为优化目标,采用粒子群算法,首先对网络中的节点布局进行动态优化,在此基础上通过合理调整节点感知距离,使得网络覆盖能耗性能最优。仿真结果表明,与传统节能覆盖方案相比,该策略能够有效减少感知重叠区和感知盲区,提高网络区域覆盖质量,降低网络能耗。     

移动检测节点能耗优化及预测研究

无线传感器网络具有智能感知外界信息的能力。由于外界环境变化的影响,传感器检测移动事件消耗的能量具有不确定性。在移动频率较低的情况下频繁地检测移动事件会浪费不必要的能耗。在不错过移动事件发生并使节点尽可能长时间地运行在低功耗工作模式的情况下,设置合理的移动检测周期是节点能量利用的关键。介绍了一种无线传感器网络节点能耗的模型,利用该模型的能耗计算方法推算出了在不同移动频率情况下合适的检测参数,对移动检测节点能耗进行优化。通过不同移动频率的实验,论证了该模型能耗计算方法的有效性,并进一步对能耗进行了预测。     

一种优化WSN节点能耗的自适应多区域分层路由算法

无线传感器网络由传感节点和sink节点构成,传感节点由于采用电池供电,每个节点的能耗均可能影响整个网络的生命周期,因此,研究降低节点能耗、提高节点生存时间的方法具有重要意义.通过研究网络节点能耗均衡方法,以期提高整个网络的生命周期.首先,研究无线传感器网络的生存时间优化模型,然后设计支持生存时间优化的自适应多区域分层路由算法(SARMAL).MATLAB仿真实验表明,对于节点分布较稀疏或监测区域较大的网络,SARMAL算法性能较好,设计的算法可以较好的延长网络生存时间.     

一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法

提出一种低功耗的无线传感器网络节点设计方法,采用CC2530芯片,基于ZigBee技术实现无线传感器网络的自组和监测数据的自动汇聚。给出节点设计的整体框图以及硬件设计模块与软件设计流程。以温度采集系统为对象进行实验,结果证明,以该方法设计的节点具有低功耗、高精度的特点。     

一种新型唤醒机制的无线传感器网络节点设计

寿命过短一直困扰无线传感器网络(WSNs)与实际应用结合的难题。通过对WSNs工作效率低问题的研究,提出了一种新型射频唤醒机制的WSNs节点的设计方法,对降低节点的功耗和延长WSNs的寿命都有帮助。详细说明了节点设计的硬件结构和软件中的程序流程。可行性分析论证了节点的实用性和低功耗特性。     

CC430F5137的低功耗无线数据采集节点设计

随着无线传感器网络的发展,无线网络数据采集节点的低功耗要求也不断提高。针对这一要求,利用内部集成了射频模块的CC430F5137设计并实现了一种低功耗无线数据采集节点。利用无线模块唤醒功能降低了系统功耗,同时根据载波监听功能改进了射频发送函数,提高了抗干扰能力。实验结果表明,该设计的低功耗和抗干扰方法是可行的。     

一种能耗均衡的无线传感器网络覆盖协议

在随机部署的无线传感器网络中,现有的节点调度算法不能同时保证工作节点均匀分布,使网络能耗不均衡.针对该问题,提出一种分布式、能耗均衡、与节点位置无关的无线传感器网络覆盖协议(EBLCP).EBLCP在虚拟坐标的基础上建立临时集,节点只需与邻居中少量节点通信,比较这些节点的剩余能量从而竞选工作节点.实验结果表明,与NSV...     

医院无线传感网络分区节点能耗动态均衡算法

为解决能量消耗快、使用寿命短的问题,提出一种医院无线传感网络分区节点能耗动态均衡算法。计算医院内大流数据传输产生拥挤概率,明确候选路径选取最优结果,调度拥堵概率小的大数据流,建立节点能耗模型,计算节点跳转合作间能量消耗,凭借振动补给模型补充部分节点能量。受距离影响,节点间的补给程度不同,需计算单元中簇头数量迭代关系,利用簇点间传输数据融合率,确定单元个数及各单元簇头节点个数,平衡各节点耗能。实验结果证明,动态均衡算法节点能量消耗均衡,能有效延长节点使用时间,提高网络吞吐量、缩短时延。     

实现能量均衡消耗的传感器网络节点摆放策略

在传感器网络技术应用的民用领域中,采集信息的传感器节点位置固定,并且有些距离汇聚节点太远,需要加入中继节点转发数据。一些中继节点由于承担了过多的数据量而过早耗尽能量,影响了网络的生存周期。该文针对该种情况,提出了一种实现各节点能量均衡消耗的中继节点多级摆放策略,研究了如何通过调整中继节点的摆放位置和转发数据量,使传感器节点和中继节点在每一轮的数据传输中消耗相同的能量。基于该策略,还研究了中继节点数目与网络生存周期之间的关系,为延长网络生命周期和减小中继节点数目的折中提供了一种参考。     

无线传感器节点实时能耗监测

无线传感器网络设计的关键技术环节之一是低功耗。首先要准确地检测到运行时各模块的能量消耗,然后才能够进行控制优化。然而,应用上的需求千差万别,导致硬件平台的多样性。本文选取无线传感器网络领域节点能量消耗检测作为研究方向,提出了一种便携的无线传感器节点能耗数据采集装置,能够实时采集节点的电压、电流信息。针对当前研究集中于仿真模拟,这种装置可用于实际环境的能量消耗检测,检测精度高。在MicaZ节点上的实验结果表明,该系统能以较高精度监测节点的能量效率。实际测量发现,传感器网络中传感器能耗也属能量消耗的一部分,且消耗量不可忽视,为今后的研究改进提供了新的参考。     

一种节能的无线传感器网络报文优化算法

针对传感嚣数据传输过程中报文的有效数据比例较低所造成的能量浪费问题,提出一种基于无线信道误码率的报文优化算法（BGPP）,该算法根据接收者反馈的无线信道的误码率动态调整发送报文的长度,采用无损的数据聚集方法来提高报文中的有效数据比例．实验结果表明,BGPP算法可以适应无线信逆状态的动态变化,在无线信逆误码率较低的情况下具有较好的节能效果。     

无线传感器网络中传感器节点的布置

在无线传感器网络中，传感器节点收集本地数据，通常通过其它节点将数据转发给基站，因而离基站越近的节点，消耗的能量越多．如果采用通常的方法，即均匀布置传感器节点，则基站附近的节点将很快消耗完能量，基站也就无法收集数据．本文通过研究无线传感器网络中的能量消耗，得到了一个布置传感器节点的密度函数，按此函数布置传感器节点可以有效地延长系统的生命期．理论分析和模拟结果表明，本文的布置方案将系统生命期提高到均匀布置方案的3R/2t倍，这里t为传感器节点的通信距离，R为传感器节点的分布区域半径．     

安全能量效率优化的传感器网络传输研究

研究了射频无线充能传感器网络通信系统的安全传输及能量效率问题,针对传感器网络能量受限而无线通信容易被窃听的问题,利用物理层安全技术,提出了一种两阶段的安全传输协议。通过联合优化发送功率、射频能量协方差矩阵、敏感信息波束成型以及协作干扰协方差矩阵,使得传感器网络的安全能量效率达到最大。针对所提出的非凸问题,利用Dinkelbach方法将包含分式形式的目标函数简化,利用连续参数凸近似方法将非凸问题转化为可解形式,进而使用收敛迭代算法得到原问题的近似最优解。仿真结果表明,与对比方案相比,提出的传输方案可以在保证安全通信的基础上有效提高安全能量效率。     

发射功率可变的无线传感器网络能量级别选取

针对一种无线传感器网络节点的发射功率可变,其最大发射半径是最小能量发射半径r的k倍,即kr的传感器网络,研究节点最佳能量发射半径ir的设计问题。通过数学分析得到能量消耗公式,给出最优的能量发射级别k的计算方法。采用优化的发射功率相比采用固定功率的发射方法能够大幅度地提高网络寿命,对传感器网络的优化具有较好的指导作用。     

矿用无线传感器节点低功耗设计与实现

低功耗是无线传感器网络设计中的关键问题。本文以低功耗单片机MSP430为MCU,设计一种应用于矿用顶板离层无线监测系统的无线传感器采集节点。该节点主要功能是运用无线唤醒(WOR)模式,周期性监听信道,实时采集位移数据,并通过RF通信模块传送至监控分站。在分析MSP430的低功耗原理及工作模式的基础上,从硬件设计、工作原理、通信方式上详细阐述节点的低功耗设计技术,同时介绍节点低功耗的应用实现。经过测试,该无线传感器节点具有功耗低、可靠性高的特点,从而最大限度地利用有限的电池能量,在恶劣的矿井环境下具有较高的实用价值。     

无线传感器网络中的资源优化

无线传感器网络是一种新兴的技术,与传统的网络相比最突出的特点就是超大规模,无人值守,应用环境变化频繁.解决能量受限问题,适应变化频繁的拓扑结构是目前无线传感器网络面临的最大挑战.针对这一特点,本文以优化网络资源和延长网络寿命为目标,归纳了无线传感器网络部署、任务分配、信息处理和中间件定位中的优化问题,并分别对这些具体问题进行了探讨,对一些可能的研究方向进行了简要的阐述,为以后的研究奠定了基础.     

Modified Dwarf Mongoose Optimization Enabled Energy Aware Clustering Scheme for Cognitive Radio Wireless Sensor Networks

Cognitive radio wireless sensor networks (CRWSN) can be defined as a promising technology for developing bandwidth-limited applications. CRWSN is widely utilized by future Internet of Things (IoT) applications. Since a promising technology, Cognitive Radio (CR) can be modelled to alleviate the spectrum scarcity issue. Generally, CRWSN has cognitive radio-enabled sensor nodes (SNs), which are energy limited. Hierarchical cluster-related techniques for overall network management can be suitable for the scalability and stability of the network. This paper focuses on designing the Modified Dwarf Mongoose Optimization Enabled Energy Aware Clustering (MDMO-EAC) Scheme for CRWSN. The MDMO-EAC technique mainly intends to group the nodes into clusters in the CRWSN. Besides, the MDMO-EAC algorithm is based on the dwarf mongoose optimization (DMO) algorithm design with oppositional-based learning (OBL) concept for the clustering process, showing the novelty of the work. In addition, the presented MDMO-EAC algorithm computed a multi-objective function for improved network efficiency. The presented model is validated using a comprehensive range of experiments, and the outcomes were scrutinized in varying measures. The comparison study stated the improvements of the MDMO-EAC method over other recent approaches.     

无线传感器网络残余节点的研究

研究残余节点的能量阈值及数量的选取方式对无线传感器网络生命周期的影响。针对LEACH协议的不足,将剩余能量加入阈值计算公式,并在簇头节点和汇聚节点间采用多跳通信方式。