面向MC1321X的低开销无线重编程机制的研究与设计

无线重编程技术已经成为目前无线传感网研究的热点。然而,过高的代码更新量一直是无线重编程技术在实际大规模应用中的瓶颈。在分析与研究目前几种代码分发协议的基础上,提出一种基于MC1321X的低开销、高可靠、低延迟和低存储的无线重编程机制WSN_OTAR。该机制通过重新设计Bootloader对更新的代码进行重组以确保重编程的正确性;同时,解析MC1321X的机器码文件结构并设计差异化代码生成方法降低代码更新量的传输开销;在发送数据帧时采用轻量级的广播算法,有效地防止数据风暴;并采用丢失重传策略保证无线重编程的可靠性。最后,通过实验结果验证此机制在降低代码更新开销方面的有效性。     

基于能量高效的传感器网络代码重组机制研究

无线重编程的能源效率是能否延长传感器网络生命周期的一个关键问题,由于在读/写可电擦除可编程只读存储器(EEPROM)中,代码构建的编程过程需要消耗了更多的能量,作者提出了一种新的代码重组机制:基于能量高效的传感器网络代码重组机制CBSEE,通过避免完全代码重组的方式来减少对EEPROM的操作。为了实现能源高效的代码重组,设计修改操作和插入操作,进行不完全代码重组生成新的程序。实验结果表明,CBSEE可以减少传输能耗和编程能耗。     

智能温室大棚无线传感节点传输距离问题的研究

针对智能温室大棚中无线传感节点传输距离问题进行了分析和研究.通过ZigBee短距离无线传输设备在温室大棚复杂环境下出现的传输距离缩短问题入手,经过理论研究节点之间的发射和接收功率修改软件程序和硬件电路的无线天线设计达到无线传感节点能够实现1km以上远距离传输数据且组网更加稳定.将研究成果应用在温室大棚进行应用,能够提高温室大棚中无线传感节点传输的距离,降低节点的使用数量,节约成本10％以上.     

面向传感网节点的动态加载器的研究和实现

设计并实现了一种适用于传感网节点的动态加载器.针对传感网节点低功耗、低速率、低内存的特点,研究了程序动态链接的机制和可重定位文件的工作原理.通过动态加载的技术解决了更新文件在加载过程中的4个关键问题:运行空间分配、代码搬移、相对地址重定位和绝对地址重定位.然后通过串口将更新文件下载进传感网节点中,使用动态加载器加载,实验表明该方法是可行的,测试结果显示了在72 MHz系统频率下动态加载一个11 kbyte的更新文件仅需0.265 s.     

基于Coq的矩阵代码生成技术

矩阵程序在智能系统中扮演着越来越重要的角色.随着矩阵应用的复杂性日益增加,生成正确矩阵代码的难度也在不断变大.并行硬件能够极大地提高矩阵运算的速度,然而,使用并行硬件进行编程以实现并行运算,需要编程人员在程序中描述功能以及如何利用硬件资源来交付结果.这些程序通常是命令式语言,难以推理并且重构,以尝试不同的并行化策略.在Coq中实现了由高级矩阵算子到C代码的矩阵表达式代码生成技术,其能够将带有执行策略的函数式矩阵代码转换为高效低级命令式代码.未来,将把矩阵的形式化同矩阵代码自动生成融合在一起,对矩阵代码转换的过程进行形式化验证,以保障生成的矩阵代码的可靠性,为实现基于矩阵形式化方法的高可靠性深度学习编译器的研制打下基础.     

无线传感网中代码更新机制的研究与设计

无线传感网的感知节点部署后需要进行软件维护和功能扩展,因此远程代码更新已变成一种不可或缺的服务。在分析MOAP、Deluge、Ripple等代码分发协议的基础上,设计了一种高可靠、低能耗、低存储、低延迟的多跳代码更新机制Air_update。该机制通过重新设计Bootloader来保证加载代码镜像的正确性、完整性以及节点重编程异常后的可用性;同时,采用子集到子集的分发协议、单播请求的重传策略、滑动窗口的存储管理机制,以减少代码分发的通信量和SRAM、EEPROM的使用量,降低能耗,延长网络的生命周期。最后通过组网实验验证了设计的正确性与有效性。     

面向无线传感器网络应用的自适应调试方法

传感网技术是物联网得以实现的重要基础.然而,受到资源有限以及程序行为不确定等因素的影响,无线传感器网络上编程和调试的难度尤甚于普通的分布式程序.文中提出了一种面向无线传感器网络程序的源码级错误诊断方法.该方法采用基于全局量计数器的方法进行程序追踪,然后根据追踪日志重放错误执行轨迹,支持属性违反错误的分析和调试.同时,通...     

无线传感器网络技术的应用研究

无线传感网络通过在随机环境中植入大量的通信传感节点来实时检测当前环境的变化,并通过无线传感网络将当前环境的变化传输到嵌入式系统中进行计算分析.无线传感网络相比于其他检测手段,它能够更加准确和高效地识别环境的变化并做出实时预警,在智能电网的传输和军事等领域都有着非常广阔的应用.     

一种梯形图编程系统的研究与实现方法

详细阐述了一种梯形图编程系统的数据结构与实现方法.该系统选用Visual C 作为开发语言,实现了梯形图语言向指令表语言的转换、显示、编辑、以及语法、逻辑错误检测与处理以及程序传输等功能.该梯形图编程系统可用于多种现场测控设备如PLC、RTU等.     

使用DS89C450对Xilinx PROM的在系统编程设计

使用DS89C450型单片机的I/O口实现JTAG通信协议,再用部分I/O口构造片选逻辑,来对一个系统中多片Xilinx Platform Flash PROM进行在系统编程(ISP),以此来更新对应的FPGA的配置数据。同时,DS89C450通过在应用编程(IAP)来更新用户代码。将硬件电路设计在背板上,实现插板式机箱结构,方便系统升级。     

可编程保护测控功能通用性设计与实现

介绍了保护测控装置中可编程保护测控功能的概念、应用场景及实现要求,提出适用于不同软硬件平台的可编程功能通用化设计方案.在分析可编程功能与保护测控装置标准或通用功能之间的数据接口及其描述方法的基础上阐述了编程语言的设计以及用户程序转换为中间代码和目标代码的实现方法,讨论了装置虚拟机通过构造逻辑堆栈高效地执行用户程序的过程,并提出了配套图形化编程工具软件的实现思路.该方案为保护测控装置提供了灵活的通用化二次可编程接口.     

CrimeSPOT: A language and runtime for developing active wireless sensor network applications

Advances in wireless sensing and actuation technology allow embedding significant amounts of application logic inside wireless sensor networks. Such active WSN applications are more autonomous, but are significantly more complex to implement. Event-based middleware lends itself to implementing these applications. It offers developers fine-grained control over how an individual node interacts with the other nodes of the network. However, this control comes at the cost of event handlers which lack composability and violate software engineering principles such as separation of concerns. In this paper, we present CrimeSPOT as a domain-specific language for programming WSN applications on top of event-driven middleware. Its node-centric features enable programming a node’s interactions through declarative rules rather than event handlers. Its network-centric features support reusing code within and among WSN applications. Unique to CrimeSPOT is its support for associating application-specific semantics with events that carry sensor readings. These preclude transposing existing approaches that address the shortcomings of event-based middleware to the domain of wireless sensor networks. We provide a comprehensive overview of the language and the implementation of its accompanying runtime. The latter comprises several extensions to the Rete forward chaining algorithm. We evaluate the expressiveness of the language and the overhead of its runtime using small, but representative active WSN applications.     

On software verification for sensor nodes

We consider software written for networked, wireless sensor nodes, and specialize software verification techniques for standard C programs in order to locate programming errors in sensor applications before the software's deployment on motes. Ensuring the reliability of sensor applications is challenging: low-level, interrupt-driven code runs without memory protection in dynamic environments. The difficulties lie with (i) being able to automatically extract standard C models out of the particular flavours of embedded C used in sensor programming solutions, and (ii) decreasing the resulting program's state space to a degree that allows practical verification times.We contribute a platform-dependent, OS-independent software verification tool for OS-wide programs written in MSP430 embedded C with asynchronous hardware interrupts. Our tool automatically translates the program into standard C by modelling the MCU's memory map and direct memory access. To emulate the existence of hardware interrupts, calls to hardware interrupt handlers are added, and their occurrence is minimized with a double strategy: a partial-order reduction technique, and a supplementary reachability check to reduce overapproximation. This decreases the program's state space, while preserving program semantics. Safety specifications are written as C assertions embedded in the code. The resulting sequential program is then passed to CBMC, a bounded software verifier for sequential ANSI C. Besides standard errors (e.g., out-of-bounds arrays, null-pointer dereferences), this tool chain is able to verify application-specific assertions, including low-level assertions upon the state of the registers and peripherals.Verification for wireless sensor network applications is an emerging field of research; thus, as a final note, we survey current research on the topic.     

无线传感器网络中一种能量有效的数据存储方法

如何有效地对传感器在过去历史时间段内采集的大量感知数据进行存储,以备将来的信息查询和数据分析已经成为无线传感器网络应用面临的一个难题.介绍了一种基于树型路由的分布式数据存储方法,通过采用动态规划方法选择存储节点,使存储节点能量均衡和所有节点能耗之和最小,从而达到整个无线传感器网络能量有效.仿真实验结果表明,这种数据存储方法能够获得较好的能量均衡和总能耗较小,从而有效地延长整个无线传感器网络的生命周期.     

无线传感器网络仿真系统的设计与实现

无线传感器网络是一个新兴领域,其面向应用的特点使其区别于现有的通信网络.为有效和快捷地展开无线传感器网络的研究,在离散事件仿真原理和面向对象技术的基础上,该文提出一个无线传感器网络仿真系统,从系统结构框架、类的设计及软件模型、仿真机制方面多层次多角度地对该系统进行了描述,并采用C＋＋和Matlab编程语言予以实现.该系统具有开放式、模块化、易扩展的特点,它的设计和实现对于推动无线传感器网络技术的研究有着积极的意义.     

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.     

基于无线传感器网络的农业精准控制系统研究

根据设施农业应用环境复杂的情况,利用无线传感器网络多网络整合技术、无线传感器网络通信协议、无线传感器网络节点技术、无线传感器网络数据管理技术,设计出以传感数据管理为中心,结合数据库技术和计算机网络技术,从逻辑概念和软硬件技术两个方面实现高性能的以数据为中心的控制系统。     

霍夫曼算法在降低WSN系统功耗中的应用研究

主要介绍了霍夫曼编码在无线传感器网络通讯中的应用研究,通过霍夫曼压缩算法对无线传感器网络（WSN）中的传输数据进行压缩,减少网络数据传输量,降低系统工作能耗。本文通过在TPMS系统实验证明,在无线传感器网络中应用霍夫曼压缩算法可以明显降低传输数据量,从而有效延长无线传感器模块的工作寿命。     

基于无线传感器网络的大气污染监测系统的设计

随着经济的快速发展,人们生活水平提高的同时,大气污染也越来越严重。为此设计了基于无线传感器网络的大气污染监测系统,主要包括监测部分和监控中心的设计。监测部分采用无线传感器网络,监控中心采用VB.NET编程语言。系统不但可以制作出友好的界面,还可以方便高效地实现与SQL Server数据库的链接与操作,具有实时、功耗小、费用低的优点,在大气污染监测中具有一定的实用价值。     

无线传感器网络中间件研究进展

无线传感器网络作为一种新兴的技术,受到了学术界和工业界的广泛关注.然而随着传感器网络及其应用的发展,系统的复杂性也随之增加,与传统网络相比无限传感器网络又具有其独特的特征,使得无线传感器网络的程序开发变得更加困难.中间件提供了一个编程抽象,方便了应用程序的开发,缩减了应用程序和底层设备的间隙.针对无线传感器网络的特点,分析了无线传感器网络中间件设计面临的问题,对有关设计方法进行了分类评述,并对几种典型中间件进行了比较,最后从通信范式、QoS支持和安全等方面提出了一些改进思路.