井下无线传感器网络路由协议的研究

为了研究煤矿监测无线传感器网络的特殊环境,对NS2网络仿真场景进行了扩充,在NS2中加入障碍物构造出井下掘进工作面的场景.通过分析当前经典的无线传感器网络协议DSDV、DSR、AODV以及GPSR,使其运行在井下特殊的场景中.无线传感器网络由能量受限的节点组成,能量问题在井下尤为重要,在NS2中引入能量模型对其协议进行对比.按照包成功投递端到端的平均延时、包成功投递率和能量消耗这三个指标对四个路由协议进行了性能仿真评估,仿真结果表明基于地理位置信息的GPSR协议在井下表现出较好的特点、鲁棒性和节能效应,因此当网络结构变化频繁,要求较高的分组投递率时可选择GPSR协议.     

无线传感器网络关键技术及其仿真平台分析

对无线传感器网络技术特点进行了研究,分析了无线传感器网络研究的技术难点和重点.针对目前出现的各种仿真平台,如OPNET、OMNET++、NS2、TOSSIM等,分析研究了其技术特点并进行归纳性分类和概括,阐述了无线传感器网络仿真的重点评估指标,更好地推动无线传感器网络仿真研究的发展.     

一种改进的井下无线传感器网络广播算法

针对现有的井下无线传感器网络广播算法能耗较高的问题,提出了一种改进的无线传感器网络前向广播算法。该算法中,转发节点可根据自身位置,选择优先节点转发信息,大大减少了无线传感器网络中需要转发的冗余信息量,从而降低了网络能耗。仿真结果表明,该算法在网络节点密度达到一定值时,满足网络接收率要求,且能够限制转发的信息总量,有效降低了无线传感器网络能耗。     

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.     

矿井无线传感器网络的网关设计

无线传感器网络在煤矿井下的推广和应用要求无线传感器网络和井下主干网络以太网进行互联,接入网关是关键部件。该文分析现有的无线传感器网络和以太网互联的通信实现方案,提出基于高性能网络处理器和嵌入式实时操作系统的网关解决方案,介绍基于嵌入式微处理器S3C4510B和嵌入式操作系统VxWorks实现矿井无线传感器网络接入网关的关键技术和具体方法。     

采煤工作面无线传感器网络的无线通信信道建模

采煤工作面无线传感器网络有助于采煤工作面环境监测与采矿设备的自动化控制,而无线通信是影响采煤工作面无线传感器网络工作性能的关键因素。本文首先提出采煤工作面无线传感器网络系统结构图。其次分析采煤工作面煤岩层结构、机器噪声等因素对井下无线通信损耗的影响,建立了采煤工作面的无线通信信道模型。最后对模型进行仿真分析,并与实测数据相比较,结果表明,所建立的无线通信信道模型与实测数据有较好的匹配,为构建采煤工作面无线传感器网络奠定了基础。     

煤矿井下超宽无线传感器网络定位技术的研究

超宽带技术作为一种新型短距离无线通信方式,其所采用的纳秒级窄脉冲具有许多传统正弦载波无法比拟的优势。基于超宽带技术本身具有的特性,将其与无线传感器网络技术相结合,可以广泛应用于煤矿井下环境,通过无线传感器网络节点定位实现安全监测。本文主要介绍了无线传感器网络节点定位基本原理和算法,提出适合煤矿井下环境的定位算法,并且在传统的测距定位方法基础上进行改进。仿真结果表明,改进的定位算法有效的提高了节点定位精度和定位性能。     

矿井层次型无线传感器网络的研究与设计

在分析现有无线传感器网络在矿井应用状况的基础上,文章设计了应用于煤矿井下的异构分层的无线传感器网络结构,开发了网络硬件平台,并结合煤矿井下应用特点,提出了底层簇网络生成控制机制和基于多网关的中间骨干网络层最短路径路由机制。     

多分辨率建模技术在无线传感器网络仿真中的应用

由于无线传感器网络具有超大规模、与环境耦合紧密等特点,物理实验不可避免受到限制,仿真建模因此成为重要的研究手段.多分辨率建模作为复杂系统分布式仿真的关键技术,能够很好地满足无线传感器网络的仿真需要.本文简述了多分辨率建模相关的理论与技术,对其在无线传感器网络仿真研究中的应用意义做了分析,并且基于多分辨率建模方法提出了一种新的传感器网络仿真框架,最后通过仿真试验论证了新框架的可行性.     

ZigBee技术在煤矿井下救援系统中的应用

在煤矿井下发生安全事故后,及时准确地获知井下作业人员的位置信息是至关重要的。提出了将无线传感器网络中的ZigBee技术应用于煤矿井下救援系统中,组成无线传感器网络,构建井下人员无线定位系统的设计方案。目前,井下人员定位系统已经处于调试和试运行阶段,运行效果良好。     

无线传感器网络快速组网机制的改进

无线网络的入网连接时延过长,在要求快速组网的场合下应用不理想。对IEEE802.15.4无线传感器网络的协议进行了改进,NS2仿真结果证明,与原协议标准相比,分别将入网连接的两个步骤时延缩短了90%和80%左右,改进效果非常明显,使得无线网络能够应用到实时监测场合。     

增强安全性的IEEE802.15.4协议研究

IEEE 802．15．4标准因其低速率、低成本、低功耗、高质量，被认为是无线传感器网络和无线个人域网络的理想实现技术。简要介绍了无线传感器网络及其主要特点和问题，及无线传感器网络的安全需求。提出了增强安全性的IEEE802．15．4协议SE-IEEE802．15．4研究，其中使用公钥加密算法ECC来实现IEEE802．15．4协议的数字签名。最后采用NS-2平台对其进行仿真，并进行了性能和安全性的分析。     

基于IEEE 8021.54.的工业无线网实时性改进方法

在面向工业自动化的无线传感网络应用中,实时性是一个非常重要的议题。而在诸多标准当中,IEEE802.15.4在工业无线传感网中有巨大的发展潜力。本文分析了现有的IEEE802.15.4的保证时隙(GTS)在工业应用中实时性方面存在的不足,结合工业应用各类业务的需求,对GTS的调度方法、发布方法进行了相应的改进。     

基于IEEE 802.15.4标准技术的无线远程自动监测传感器网络的设计与实现

首先介绍了IEEE 802．15．4/ZigBee标准协议,然后讨论了无线传感器网络的软件与硬件设计原则,进而给出了基于IEEE 802．15．4/ZigBee技术的无线远程自动监测传感器网络的设计实现方案,最后展望了无线传感器网络的发展前景。     

Qualnet平台下基于扩频的无线传感网物理层建模

为了建立完整的基于Qualnet的无线传感网仿真研究平台,解决Qualnet所集成的物理层模型对扩频系统支持不完善的问题,提出了一种基于信噪比门限的物理层建模方法,并以 IEEE802.15.4 为例进行了建模和仿真.仿真结果表明,使用这种建模方法建立的模型可以完全发挥扩频系统的性能,使用该模型的无线传感网仿真系统运行正常.     

无线传感器网络攻击研究

针对无线传感器网络可能遭受的攻击,根据OSI参考模型,分别对无线传感器网络的攻击进行了分层研究并总结攻击模式,为确保网络正常运行和使网络性能损失最小化提供一定的参考与帮助.     

ZigBee在加油站管理系统中的应用

ZigBee是一种专为低成本、低速率和低功耗传感器控制网络设计的无线网络协议.本文介绍基于IEEE802.15.4的无线网络协议ZigBee的主要特征,利用ARM微处理器LPC210x和Chipcon公司的CC2420实现基于ZigBee的无线网络应用,并给出该无线传感器网络在加油站管理系统中的应用.     

增强安全性的IEEE802.15.4协议研究

IEEE 802.15.4标准因其低速率、低成本、低功耗、高质量,被认为是无线传感器网络和无线个人域网络的理想实现技术。简要介绍了无线传感器网络及其主要特点和问题,及无线传感器网络的安全需求。提出了增强安全性的IEEE802.15.4协议SE-IEEE802.15.4研究,其中使用公钥加密算法ECC来实现IEEE802.15.4协议的数字签名。最后采用NS-2平台对其进行仿真,并进行了性能和安全性的分析。     

基于802.15.4协议与嵌入式系统的无线传感器网络应用开发

无线传感器网络是传感器、微机电、网络通讯三者发展到一个较高水平后的一种结合应用。IEEE802.15.4是IEEE协会2003年发布一种近距离小功率无线通讯协议,其低功耗、低成本、应用简单的特性正好是无线传感器网络需求的;嵌入式系统也已经发展到进入了SoC(SystemonChip)的第三阶段,高效能、使用简易与成本低廉是其最大的特点。本文探讨了使用IEEE802.15.4协议,利用廉价的单片机、传感器模块与射频模块组成低成本的无线传感器网络开发思路,并使用一个车胎压力报警系统作为例子。     

一种无线传感器网络节点硬件平台的设计与实现

介绍了无线传感器网络的基本原理,阐述了无线传感器网络的特点;分析了802.15.4协议的基本技术要点;给出了无线传感器的设计方案,分别从处理单元,通信单元,传感器单元和电源单元分析了设计思想。从工程实际出发,从器件的选择,接口方式,测试方法等方面实现了设计的全过程。列举了一些无线传感器网络的典型应用。