一种物联网感知层簇内高效低功耗的数据收集方法

针对物联网感知层簇内数据收集过程中存在收集效率较低、能耗较高和传输时延较大等问题,提出了一种基于鸡群优化(chicken swarm optimization, CSO)算法的物联网感知层簇内高效数据收集方法。对物联网感知层簇内传感节点的数据收集问题进行了数学计算、分析和建模。簇内传感节点数据传输过程中,如何兼顾簇内传感网络节点能耗、传输时延和网络均衡性等指标,是一个复杂的多目标优化问题。利用CSO算法的高效优化性能,从簇成员传感节点到簇头节点之间的多条通信路径中寻找传输路径最短、网络能耗最低和传输时延较小的传输路径,以提高数据收集能力。仿真结果表明,与其他物联网感知层数据收集算法相比,所提出的算法可降低网络能耗,提高网络数据收集工作效率,延长网络寿命。     

联合空时编码的水声多用户节点协同并行传输多址接人协议设计

针对水声信道长传播时延特点导致水声通信网吞吐量低的问题,提出了一种多节点协同并行传输的多址接入协议。该协议由接收端发起预约,在距离认知的基础上对预约节点划分协同传输小区,从而构建多用户节点的多输入多输出集中式网络架构;采用空时码对数据包编码,并合理规划数据包的发送时刻,使同一小区的多个用户节点发送的数据包在设定时间偏差范围内同时到达接收端,而不同小区的数据包以包链形式到达,实现多用户节点的无干扰、高效并行传输。仿真实验结果表明,与已有的其它两种协议相比,设计的协议通过空时复用的方法大幅缩短了平均端到端时延,显著提升了归一化网络吞吐量。     

浅谈无线通信网络中网络编码与协作分集技术

网络编码技术被引入无线通信中,充分利用了无线通信网络的广播特性和数据信息业务的双向特性,在中继节点把不同信源节点发送的干扰用编码关系进行信息融合,提升了无线通信网络系统的吞吐量和通信效率。无线通信传输环境有很多不确定的因素,为了保证传输的可靠性,引入了分集的概念,通过传送多个统计独立的信号以供译码。无线通信环境中,分集技术是一种有效的抗衰落方法。     

多跳无线网络中可并行发送的多信道MAC协议

为了解决多跳无线网络中的隐藏终端和暴露终端问题,提高并行分组发送机会,提出了一种时隙多信道媒质接入控制(medium access control,MAC)协议,通过划分控制信道(control channel,CCH)、数据信道和确认信道使得信道的预约与数据分组的传输、确认能够并行进行,避免了多跳网络环境下控制分组与数据分组发送之间发生碰撞的问题。在CCH上的预约时隙和竞争微时隙的双重竞争退避机制降低了信道预约的碰撞概率,使得节点可以快速有效地接入信道。根据节点的发送冲突预先判断退避、侦听退避和碰撞重发3种情况,建立了网络分析模型,并进行了性能分析。研究结果表明,与IEEE 802.11DCF协议相比,该协议在相同总数据速率情况下具有较大的多址性能改善。     

WSNs中保护数据私有性的低能耗数据聚集协议研究

针对无线传感器网络容易受到攻击、数据私有性差等问题,提出一个保护数据私有性的低能耗数据聚集协议——EPDA。该协议使用端到端密钥对数据加密,保证数据的私有性,中间节点在不解密情况下将收到的多个加密数据整合为一个值,并将其映射为唯一的较小正整数继续传输,进一步节约节点的能量消耗。sink通过对接收到的数据拆分、解密,获得相关节点的真实数据,从而能够计算任意聚集函数,如MAX、MIN、SUM、查询区间值、第k大数值等,并且能确保敌人俘获网络中任意节点,只能获得被俘节点的数据,而无法推断出其它节点的真实数据。模拟实验显示,EPDA协议在能量消耗和延迟方面都具有良好的性能。     

水下水平阵对空中运动声源的线谱探测

由于空气、海水介质声阻抗差异巨大,空中声源辐射的噪声透射入水的能量损失很大,加之水中声源目标的干扰,从水下探测空中声源相对困难。海试数据分析表明,空中高速运动声源噪声透射入水后信号较弱,在频繁存在干扰的水下声场环境中,常规宽带波束形成方法难以生效.针对空中声源普遍存在线谱的特点,首先利用线谱识别、提取与跟踪以及线谱加密技术对水下水平阵接收信号进行线谱分析,再通过剔除强干扰目标的线谱,成功分离出包含空中声源的线谱信号,实现对空中运动声源的探测,最远距离达16.8 km。通过理论和实验数据分析,验证了探测结果的正确性.     

楼宇末级配电设备群用电设备管理系统

针对传统楼宇中末级配电设备的分布广、种类多等问题,设计了一款基于无线传感网络的楼宇末级配电设备群的上位机管理系统。该管理系统由上位机功能模块、传输协议部分、数据库模块三部分组成。上位机功能模块完成对系统的界面设计和程序的编译;传输协议部分通过具有高可靠性的TCP/IP协议进行数据的传输;数据库模块使用的是SQL Server 2005数据库产品,起到对管理系统的数据管理功能。设计的管理系统运用在无线传感自组网构建的楼宇末级配电设备群控制系统中,具有较高的可靠性和低廉的成本,同时为降低建筑用电设备的能耗提供了可行性操作。     

基于无线传感器网络的电力线杆塔监测系统的研究

为便于高压线路和电力塔提前维护和更好的使用,构建了一个基于Zig Bee技术的无线传感器网络,通过节点、自身电路和协议,实现数据包快速有效的延伸和接力传输。文章设计的电力塔远程监测系统包含监测网络的网络结构、通信协议、传感器节点入网与数据收发等几个关键技术。     

基于CC2530的水质监测WSNs网络节点设计

针对水质监测的需求,设计出一种基于CC2530芯片的MSNs网络节点。节点通过Zig Bee协议实现自组网功能,并接受Zig Bee协议栈传输的控制指令,对水质常用传感器实行分信号工作,满足对水质环境的基本监测功能。     

基于LoRa技术的云平台楼宇火警监测系统设计

为了解决传统楼宇火警监测系统布线复杂、传输距离短、智能化程度低等问题,结合物联网技术,设计一种基于LoRa技术的云平台楼宇火警监测系统。该系统利用LoRa技术构建无线传感网络,实现监测信息的远距离传输,包含一个汇聚节点和多个终端节点。终端节点通过多种传感器对环境信息进行监测,汇聚节点接收所有终端节点的数据,并经由EC20 4G通信模块上传至云平台。系统测试结果表明,该云平台能够实时准确地展示环境数据,异常时终端节点和云端均能及时告警,具有覆盖范围广、功耗低、成本低以及部署方便等优点。