ZigBee的msstatePAN协议栈移植

在无线传感器网络节点上移植了msstatePAN协议栈,并用2个节点完成组网,实现了网络协调器和设备节点的数据互传,验证了无线传感器网络节点硬件设计的合理性和协议栈移植的正确性。     

基于51MPU的嵌入式无线传感器网络节点设计

无线传感器网络节点技术在无线传感器网络的发展中起着重要的作用,本文介绍了一种利用51内核的MPU和CC2420射频收发芯片构建的无线传感器网络节点,并开发出了基于此节点的协议栈.用户可以很容易地利用该节点扩展传感器模块,并利用协议栈编写应用程序来构建自身所需的应用系统.     

下一代全IP无线传感器网络路由方案

提出了无线传感器网络与IPv6网络全IP通信互联的路由方案。介绍了传感器节点的IPv6地址格式以及IPv6地址自动配置方案,基于所提出的IPv6地址格式,提出基于链路层的全IP传感器网络路由实现方案,同时采用侦听相邻节点下一次信道采样时间的方法提高路由效率以节省传感器网络功耗,并对实现路由方案的精简IPv6协议栈进行了详细的分析和讨论。分析了此方案的能量消耗以及数据延迟等性能参数,验证了此方案的有效性和正确性。     

无线传感器网络通信与路由研究

随着无线通信和数字电子技术的发展,由低成本、低功耗、多功能的无线传感器节点组成的无线传感网络得到迅速发展。无线传感网络是由很多无线传感器节点密集分布组成的,它具有以下特性:各传感器节点位置随机分布,具有自组织特性;各节点共同协作完成数据收集、路由任务,具有很好的协作特性。无线传感网络的这些特性使得它在医疗、环境监测、军事和智能家庭等领域有了广泛的应用。本文从介绍无线传感器网络的发展入手,分析了无线传感器的网络结构,节点结构,节点的限制,网络特点,在此基础上继续分析了无线传感器网络的路由协议以及现有的路由协议分类。     

无线传感器网络的NS2扩展与仿真机制研究

分析了NS2的工作原理和仿真机制,重点介绍了分裂对象模型和离散事件调度模型.以无线传感器网络作为重点,阐明了NS2对无线传感器网络的扩展机制,包括节点能耗模型扩展、移动节点扩展以及相应路由协议扩展.在此基础上,介绍了NS2仿真传感器网络路由协议的代码调用过程及仿真模型,并以分簇路由协议LEACH为实例进行了仿真实验,从...     

基于无线传感器网络的环境参数测量仪设计

基于无线传感器网络设计了环境参数测量仪,传感器节点采用超低功耗的CC2430射频芯片,并移植了完全符合ZigBee 2006标准的协议栈,在协议栈上运行数据采集应用程序,能够实时地采集周围环境的温度和湿度等环境参数,并将数据通过无线传感器网络传输给与之相邻的路由节点,最终实现多点参数采集;主要对传感器节点的软硬件设计进行了介绍,硬件方面重点介绍了数据采集模块、电源模块的接口设计;软件方面重点介绍了节点程序的设计过程,并以AD转换模块为例,给出了一个应用程序组件中配件和模块的软件;该设计硬件简单可靠,软件编程容易,可方便的移植到其它控制系统中,经测试具有良好的测量精度和实时传输功能.     

基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议

由于传统的簇状树形无线传感器网络路由协议簇首能耗方差较大,导致存活节点数量和节点剩余能量较少,降低了无线传感器网络的使用寿命,为此设计一种基于云安全模型的簇状树形无线传感器网络路由协议。通过计算簇状树形无线传感器网络在接收与发送数据时的传输能耗,利用云安全模型获取云安全态势各种要素之间的不确定关系,预测节点的综合信任值,以预测结果为基础,采用蚁群算法获取分区节点的最优路径,完成簇状树形无线传感器网络路由协议。实验结果表明,本文设计的路由协议簇首能耗方差较小,存活节点数和节点剩余能量更多,接收数据包量比其他2种协议分别高出了48.1%和22.6%。由此可见,本文设计的路由协议延长了簇状树形无线传感器网络的使用寿命。     

一种WSN分簇路由协议研究和实现

近年来,我国兴建了众多基础设施,基础设施的健康监测直接关系着人们的生命和财产安全,也关系着基础设施的正常运行,因此研究面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议至关重要.目前已经有多个成熟平面路由协议和分层路由协议,但它们都存在传感器节点能量有限、结构简单等缺陷.为了延长网络寿命、提高信息传榆的可靠性,就需要对现有的路由协议做一些改进,以适应大规模的无线传感器网络.首先分析了设计无线传感器网络路由协议时面临的挑战,分类总结了典型的无线传感器网络路由协议及其优缺点;然后在详细分析LEACH协议的基础上,对LEACH协议在簇头节点选择和簇间路由方面进行改进,提出了面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.将分簇优化算法和簇间多跳路由算法相结合,组成面向基础设施健康监测的无线传感器网络分簇路由协议.实验仿真表明,该路由协议有效地均衡了网络的能耗,推迟了多数节点的死亡,延长了网络的有效寿命.     

一种使用TCP/IP协议实现无线传感器网络互连的新型设计

传统的TCP/IP协议栈由于规模庞大而不能用于资源有限的无线传感器网络,在分析无线传感器网络环境的基础上,研究针对无线传感器节点的TCP/IP协议栈的设计,引入协议的头标压缩技术,提出一种采用两种节点、两种栈设计的新型模型.模型中除普通节点外附加了少量的超级节点,普通节点采用压缩TCP/IP协议,超级节点实现压缩和标准TCP/IP协议之间的转换,并保证每一个节点与外部Internet高效无缝的连接.     

基于Cortex-M3处理器和CC2430的无线网关设计

本文以cortex M3处理器STM32F 107和CC2430为核心,采用UIP协议栈和mCOS Ⅱ实时操作系统,设计了2.4Gllz带宽的无线网关,该网关可以通过Modbus TCP协议与组态王等组态软件相连,与配套的测量节点组成监测网络,通过msstatePAN 协议通信,用于精准农业、压力监测等领域.     

一种用于水质监测的WSNs节点的设计与实现

提出了一种基于无线传感器网络的水质监测传感节点设计方案,该节点由传感器模块、主处理器模块与无线通信模块和能量供应模块组成,其中传感器模块采用独立的模块结构,与主处理器之间由RS-485总线相连,主处理器与无线通信模块是以符合IEEE 802.15.4协议的CC2430芯片为基础设计的。多个传感器节点采用Zig Bee协议栈实现自组网,从而构建一个参数设置灵活、节点布置快速的水质自动监测系统。     

基于能耗均衡的无线传感器路由算法

为了延长无线传感器的使用寿命,弥补传统路由算法的不足,提出一种基于能耗均衡的无线传感器路由算法。首先,分析了无线传感器节点能量的消耗过程,建立了源节点到目的节点的路由表;然后,通过单跳消息方式确定每一个传感器节点的相邻节点,并把剩余能量信息传递给其相邻节点;最后,根据蚁群算法中的信息素浓度与局部能量来选择无线传感器传输数据时的下一跳节点。通过具体实验对其性能进行了测试,实验结果表明,该算法能耗低,保证了能耗均衡,最大程度地延长了传感器节点的寿命。     

双核架构在无线传感器网络节点设计中的应用

研究了采用超低功耗监控微控制器和高性能微处理器相结合的双核架构的无线传感器网络节点的实现.通过选用合适的芯片,从硬件上构建了基于双核架构节点的无线传感器网,基于APTEEN网络路由协议,根据实验环境将层次结构简化为平面结构,并进行了性能测试,将测试结果与现有的基于单核架构节点的的无线传感器网进行比较.结果表明双核架构在低功耗和高性能之间取得了平衡点,相对于单核结构具有以更低的功耗获取更高性能的优势.     

无冲突的无线传感器网络广播算法

无线传感器网络的节点众多,各种资源严重受限,广播引起的冗余转播加剧了资源的消耗,因而慎重选择转播节点非常关键.提出了一种无冲突的广播策略,该策略利用邻节点能量和度等信息构建最小连通树,减少了转播节点的数量,同时对最小连通树中的节点的转播进行调度,避免冲突的发生.该策略减少网络中节点的能量消费、延长了网络寿命,同时确保了广播的可达性.仿真结果表明该算法提高了广播的效率.     

无线传感器网络分簇路由协议的研究与应用

无线传感网是由许多具有计算能力的智慧无线节点组成的网络,这些无线传感节点负责收集周边环境的各类数据进行汇总处理,使得人们可以实时获得大量可靠的信息.在无线传感网络中,网络协议设计的主要目的是降低网内节点在通信上的能耗,从而延长网络的工作寿命.本文以分簇路由协议为研究对象,对国内外典型的分簇路由协议进行分析和比较,分析分簇路由协议存在的问题,并预测未来发展的趋势.     

一种线性无线传感器网络的节点布置方案

线型无线传感器网络在应用中比较常见，其监控区域接近于线条。在基站收集感应数据的过程中，离基站越近的区域需要转发的数据越多，数据流量越大。如果采用通常的均匀布置传感器节点方案，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。通过研究线型无线传感器网络中的能量消耗，得到了布置传感器节点的密度公式。按照此密度公式布置传感器节点，可使得各区域的总能量与能量消耗速度之比达到平衡，从而延长系统生命期。理论分析和仿真实验表明，在监控区域较大时，以此方案布置传感器节点，可将系统生命期提高到均匀布置方案的2倍。     

基于累积和控制图的分布式传感网络故障诊断

由于无线气象传感网具有资源受限及分布式等特点,传感器节点的故障诊断面临着很大挑战。针对现有诊断方法误报率高、计算冗余量大的问题,提出了一种基于累积和控制图（CUSUM）与邻居协作融合的故障诊断方法。首先,通过累积和控制图分析传感器节点上的历史数据,提高对节点故障判断的灵敏度并且定位出异常时间点;然后,结合网络内邻居节点间的数据交换,通过判断节点的状态诊断出故障节点。实验结果表明,即使在整个网络中在节点故障率高达35%时,算法检测精度仍然高于97.7%,而误报率不超过2%。由此可见,在节点故障概率很高的情况下,此所提法也能得到很高的检测精度和较低的误报率,受节点故障率的影响明显减小。     

Aitken迭代法在无线传感器网络节点定位中的应用

传感器节点的自定位问题是无线传感器网络的重要研究内容之一.为了减小无线传感器网络节点定位中节点测距误差和定位算法自身引入误差的积累对定位精度的影响,建立了基于Aitken迭代公式的适用于无线传感器网络的迭代模型.算法包括两个阶段:第一阶段,利用DV-Hop算法进行粗定位;第二阶段,建立Aitken迭代模型,利用第一阶段的定位结果作为初值,求取定位结果的最优值.研究结果表明,该算法能够有效提高节点的定位精度,对于网络节点密度小、信标节点比例低的情况,算法效果显得非常明显.     

Recover Fault Services via Complex Service-to-Node Mappings in Wireless Sensor Networks

With the motivation of seamlessly extending wireless sensor networks to the external environment, service-oriented architecture comes up as a promising solution. However, as sensor nodes are failure prone, this consequently renders the whole wireless sensor network to seriously faulty. When a particular node is faulty, the service on it should be migrated into those substitute sensor nodes that are in a normal status. Currently, two kinds of approaches exist to identify the substitute sensor nodes: the most common approach is to prepare redundancy nodes, though the involved tasks such as maintaining redundancy nodes, i.e., relocating the new node, lead to an extra burden on the wireless sensor networks. More recently, other approaches without using redundancy nodes are emerging, and they merely select the substitute nodes in a sensor node’s perspective i.e., migrating the service of faulty node to it’s nearest sensor node, though usually neglecting the requirements of the application level. Even a few work consider the need of the application level, they perform at packets granularity and don’t fit well at service granularity. In this paper, we aim to remove these limitations in the wireless sensor network with the service-oriented architecture. Instead of deploying redundancy nodes, the proposed mechanism replaces the faulty sensor node with consideration of the similarity on the application level, as well as on the sensor level. On the application level, we apply the Bloom Filter for its high efficiency and low space costs. While on the sensor level, we design an objective solution via the coefficient of a variation as an evaluation for choosing the substitute on the sensor level.     

Rijndael for Sensor Networks: Is Speed the Main Issue?

We present an implementation of Rijndael for wireless sensor networks running on Eyes sensor nodes. In previous works, Rijndael has not been considered a suitable encryption algorithm for sensor nodes because it is too slow and requires a large space in memory, a precious resource in this environment. Our implementation of Rijndael is smaller, from about 1/3 to 1/5 of the size of previous implementations. Furthermore, we observe that nowadays MAC and routing protocols for wireless sensor networks, exhibit latencies up to few seconds, and thus the few milliseconds required by Rijndael to encrypt a TinyOS message are negligible if compared to these latencies. For this reason, in our opinion the main focus on the implementation of encryption algorithms for wireless sensor networks should move from speed, to memory occupation and energy efficiency.