基于节点传输碰撞的Ad Hoc电源监控系统设计

为了提高电源监控系统的实时性,应用WSN(无线传感网)构建了Ad Hoc网络系统结构,并论述了系统下面三层的设计方案。电源监控系统的MAC层采用IEEE802.11协议。为了优化节点的信道接入效率,提高数据的吞吐量,采用节点传输碰撞控制方式来对网络的连接状态进行评估。仿真结果表明,利用该方法改进的电源监控系统在数据吞吐量和传输速率等方面具有良好的效果。     

高效节能的无线传感器网络数据收集协议

无线传感器网络中的节点具有有限的能量,为了延长网络寿命,提出了一种分布式的高效节能的无线传感器网络数据收集协议DEEC-MR.协议中节点根据自身剩余能量竞争簇头,每个簇头节点根据相邻簇头节点与基站的距离、剩余能量等信息寻找父簇头节点,构造一颗以基站为根的近优最小汇集树.簇头将采集到的数据聚合后沿汇集树以多跳的方式传输至基站.仿真实验证明该协议能有效降低网络能耗,与其他两种数据收集协议(LEACH,PEGASIS)相比,DEEC-MR将网络寿命分别提高1600％和200％,同时使能耗均匀分布在每个节点上,避免部分节点过早死亡,具备很高的可靠性.     

基于无线传感网技术的智能图像传输系统

针对无4G信号、布线困难、无人值守的偏远山区输电线路监测,无线传输一直存在困难,对于数据量较大的图像数据更难。本文设计并实现了一种高压输电线路监测的智能无线图像传感器网络传输系统,运用嵌入式研发技术和无线传感网技术实现图像传输。在传统的无线传感网基础上,针对图像数据大,通信过程中容易引起干扰,设计了依据接收端信号强度RSSI值进行自适应数据分包协议;为了优化传输路由和增加传输系统的冗余性,设计了智能路由传输协议。实验测试和仿真结果表明,自适应数据分包协议能根据不同的误码率大小自适应调整分包数,减少重传的概率,从而提高传输效率;智能动态路由传输协议可以快速找到最近的4G信号节点,节省传输时间和能量损耗,其中的跳传功能在减少传输时间的同时,增加了传输系统的冗余性,达到设计目的。     

无线传感网协议测试平台研究

随着网络测试技术的飞速发展,无线传感网测试技术的发展也是日新月异,从物理量测试到协议符合度测试,从功能测试到性能测试,从射频一致性测试到协议一致性测试,测试平台的搭建成为了整个测试系统构建工作中的关键。结合近年来无线传感网络的发展趋势,在理论推导及数据仿真的基础上,设计了一种可支持无线传感网络协议测试验证的平台,综合介绍了无线传感网络协议测试平台的整体构建,以及核心模块关键技术的设计思路,为无线传感器网络的节点产品研发测试验证提供了依据和手段。     

基于分片重传链路感知机制的移动WSN网络数据传输算法

为解决移动无线传感网络(WSN)在传输数据时存在的链路抖动严重,数据带宽传输能力不足等问题,提出了一种基于分片重传链路感知机制的移动WSN网络数据传输算法。首先,针对移动WSN网络在传输过程中存在的因链路抖动而导致数据频繁重传的不足,将待传输的数据报文分割为裁决指针(adjudication pointer,AP)及数据片(data sheet,DS),接收节点根据数据分组报文中的AP进行准确性判断,发送节点当仅当AP出现错误时进行数据重传,提高了节点对数据报文准确性控制能力。随后,针对单纯依赖重传输方式存在的适应性不足问题,发送节点将数据报文中数据分片进行再分割,形成裁决指针-数据流,再根据链路抖动情况,按照数据块的AP状态差异分别进行整体传输及分片传输,以降低网络链路拥塞现象。仿真实验表明,与已有的移动WSN网络数据带宽传输方法相比,算法具有更低的链路抖动率和拥塞发生频率,以及更高的数据传输带宽。     

基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议

通过建立无人机自组网可以有效满足无人机集群作战的组网通信需求,但相较于传统移动自组网,无人机自组网具有节点移动速度更快,网络拓扑高度动态变化的显著特征.针对链路频繁断开带来网络性能下降严重的问题,提出了一种基于负载感知和伪流言机制的高稳定性路由协议.网络拥塞和节点移动性是影响路径稳定性的两个主要因素.针对网络拥塞问题,提出了基于节点负载预测的伪流言受限洪泛机制,在发起路由请求过程中,通过动态调整节点转发概率,均衡了网络负载的同时降低了控制开销.针对无人机节点的高移动性特征,基于接收到分组信号功率强度,提出了链路稳定性的联合度量指标.仿真结果表明,与AODV协议及其他改进型协议相比,该协议有效减少了网络的控制开销,提高了分组投递率,降低了平均端到端时延,显著改善网络性能,增强了数据传输的实时性和可靠性.     

输电线路无线传感网络低功耗通信技术研究

针对输电线路无线传感网业务的周期性特点和传感器野外长时间工作要求,综合考虑了节点间能量标准化后的统计参数、路径上的能耗与节点的总能量、路由跳数,提出了基于休眠唤醒机制的传感网络低功耗通信技术,之后提出算心跳信息预测和功耗智能分配方法,来寻求路径上节点个数的最小化,满足电力输电线路状态监测感器网络对时延的需求,一方面考虑网络路由的低功耗,需要寻找整体功耗最小的路径,减少网络消耗的总能量;另一方面考虑节点能源消耗因素,使能量较高的节点能够更频繁的参与网络数据的转发,能量较低的节点尽量少的参与网络路由,延长网络寿命。     

移动网络下流媒体传输拥塞控制机制的研究

在移动网络环境下,实现流媒体数据的传输已经得到非常广泛的应用。由于经典的TCP友好速率控制机制,在网络发生拥塞时,将无线误码丢包误认为拥塞丢包,会降低网络传输速率,导致网络利用率过度降低。如何保证移动网络环境下流媒体发送端正确区分拥塞丢包和无线链路丢包,实现网络传输速率的准确调整是个很重要的研究课题。本文分析了TFRC协议以及AIMD等拥塞控制机制在该数据传输问题中的适用性,提出了在TFRC协议基础上的一种改进的M TFRC协议,添加了丢包区分算法,可以准确区分丢包类型。通过NS2分析仿真,验证了M TFRC相比TFRC提高了网络吞吐量,维持较高的网络利用率,从而保证移动网络环境下流媒体服务质量。     

基于移动无线传感网的电缆通道应急监测系统

为实现电缆通道通信网络缺失、故障或受攻击等应急情况下的环境信息监测需求,研发了一种基于WiFi和超宽带（ultra-wide band,UWB）通信的低成本移动无线传感网络监测系统。该系统包括监测上位机和由球形机器人移动节点组成的无线监测网络。移动节点以STM32系列单片机为主控芯片,集成摄像头模块和温湿度模块实现现场信息采集,集成WiFi通信模块采用无线自组网按需平面距离向量路由协议（ad hoc on-demand distance vector routing, AODV）构建无线传感网络实现信息传输,集成3个UWB通信模块实现移动节点的测距和队列跟随。实验结果表明,该系统能够实现电缆通道环境的稳定实时监测,移动传感队列跟随误差不超过20 cm,监测视频平均传输延时不超过150 ms。     

基于ZigBee的输送机数据采集系统设计

为了能够实时监测输送机的运行状态,运用无线传感器网络技术设计了输送机信息采集系统。通过在输送机及周边部署无线传感器终端,基于ZigBee协议栈构建网络实现终端节点、路由器节点、协调器节点之间数据的采集和传输。利用以太网通信技术与PC机通信,实现了输送机传感信息的远程访问。     

基于无线网络及GPRS的油田监控系统设计

为实现对远程采油矿区的监控,提出了一种基于小型无线传感器网络与GPRS网络相结合的设计方案。使用微控制器ATmega128和CC1101射频芯片实现SimpliciTI网络协议无线组网,配合现有的GPRS网络组成了一种全新的远程油田监控系统。通过实际组网测试,验证了设计方案的可行性。该方案具有可移动性、组网方便、受地理环境因素干扰较小等优点,具有广泛的应用前景。     

无线远程抄表系统在山区电能计量管理中的应用

随着水电开发、建设的迅猛发展,且水电大部分均建设在边远山区,山区道路崎岖、交通困难,给山区电能计量管理提出了新的课题。针对这一问题,结合无线抄表系统对数据传输可靠性和实时性的要求,提出并设计了基于GPRS技术的无线远程抄表系统,并详细介绍了系统的结构和实现方式。该系统采用MCU.GPRS无线通讯模块,TCP/IP协议处理模块以及GPRS网络,实现对数据的实时采集和传输,具有传输速率快、可靠性高、实时性强等特点。     

嵌入式WMMP-T协议的物联网网关系统的设计

针对目前移动通信网络、互联网络和传感器网络之间的相互独立,没有很好的融合到一起,导致信息在不同网络中传输困扰。设计了一种新型的无线通信技术直连的物联网网关,该网关在以太网通信的基础上加入了新兴的无线GPRS通信,实现数据多种方式的远程传输,以满足个性化需求。给出了网关原型系统的实现,在硬件上以Intel Atom的N2600为核心处理器,通过扩展WMMP-T协议模组来实现数据远程传输。同时,利用协议模板文件,提出了通信协议模板的可扩展的协议转换方法,该方法具有可配置性。最后,系统验证实现物联网典型应用场景和电信运营商的应用需求,该物联网网关系统性能稳定、通用性和扩展性强、易于开发维护。     

GPRS技术在电力SCADA系统中的应用研究

GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,提供端到端的、广域的无线IP连接,具有高速、永久在线等特点.本文以数据采集与监视控制系统(SCADA)为对象,阐述了利用GPRS通信网络实现自动数据采集与RTU实时监控数据传输的可行性,以及在此基础上针对电力系统实际应用环境的安全功能.提出一套基于GPRS无线监控系统的设计范例,分析了GPRS技术在电力系统中应用的优势和缺点,并对其应用前景进行了展望.     

ZigBee技术在城市管网监测系统中的应用

针对目前城市管网运行中存在的问题,提出了一种基于ZigBee技术和GPRS通信网络的市政管网无线监测系统。给出了ZigBee无线传感器节点和网络协调器节点的软件和硬件设计方案。重点介绍了利用动态域名解析实现GPRS模块同监控中心计算机建立通信连接的方法。实验证明,基于ZigBee技术和GPRS通信网络的城市管网无线监测系统实现了监测区域内传感器的密集覆盖,保证了管网数据的实时性、可靠性和完整性。     

基于无线公网和ZigBee无线传感器网络技术的输电线路综合监测系统

以无线公网(GPRS/CDMA)和ZigBee无线网络通信技术为基础研发了一套输电线路综合监测系统,该系统把与输电线路相关的各个监测硬件单元分别设计为独立的无线传感器节点,利用无线传感器网络进行数据收集,并通过无线公网把数据传回监测中心。文章详细阐述了监测主机以及用于监测弧垂、输电线温度和绝缘子的无线传感器节点的硬件结构和工作流程。采用ZigBee无线网络技术使得输电线路综合监测系统具有良好的可扩展性、可靠性和安全性,并且便于维护,功耗较低。     

基于ZigBee技术的建筑中央空调节能监控网络节点研究

针对暖通空调耗能多、节能潜力大的现状,研发了一种基于Zig Bee技术的建筑中央空调节能监控网络,可实现对大型公共建筑或建筑群中央空调系统的实时监测与控制。网络节点根据IEEE 802.15.4/Zig Bee协议组成自组织无线传感网络,采用无线温度、湿度等传感器,对建筑环境温度、湿度,动力中心板式换热器二次侧供水、回水温度等参数进行实时采集。通过GPRS网络将现场运行参数传至监控中心上位机,实现了上位机对整个系统运行的节能管理与优化控制。     

无线技术在上海电力中的应用

无线应用在上海电力数字化进程的发展中需求越来越强烈,以营销的抄表系统和通信网络应急系统为代表。目前,无线技术呈现多元化发展,如GPRS、CDMA1X等,并已大量商用;而一些基于专网应用或数据应用的还有类似卫星Modem、CDPD、MOB ITEX以及基于IEEE 802.16标准的W iMAX等,都是既可以实现语音也可以实现数据传输的无线网络和技术,给用户提供了多样选择的机会。文章通过对上海电力无线应用现状描述、无线技术发展的比较、无线应用的需求分析,提出了适合上海电力系统的无线应用建议。     

运载火箭整流罩内环境无线测量系统研究

针对运载火箭星罩环境监测系统进行研究,提出了基于多网融合技术的新系统设计方案,并取得了初步的实验验证.提出的新型无线监测系统将无线传感器网络ZigBee、移动数据网络(GPRS)和互联网(TCP/IP)有机的结合起来,可以有效的避免使用有线传输方式存在的诸如电缆和接插件较重、易损坏,信号传输易受长线干扰,安装位置易受限等弊端,降低运载火箭星罩环境监测系统的重量,提高系统的性能和灵活性,对无线传感器网络在航天器中的应用奠定有益的基础.     

基于SPCE061A与GPRS的变电站物联网智能安防系统设计

针对变电站内可能出现的火灾、SF6泄露、入站盗抢等情况,设计了一种基于SPCE061A单片机,通过通用无线分组业务(GPRS)发送手机短信完成变电站警报的物联网智能安防系统。该安防系统主要由3部分组成,主控单元(凌阳单片机SPCE061A)、采集(温度、烟雾、门磁传感器)单元和无线GPRS(MC35)网络报警单元。SPCE061A是主控部分,并利用温度、烟雾、门磁等传感器采集信息,内置A/D完成数据采集,并支配MC35完成无线传输,把险情以手机短消息的形式及时发送报警信息到多个人,实现手机多点自动互联。实验结果表明,该系统响应速度灵敏、警报无时延、可靠性高、布线简单,且价格低廉,应用前景广泛,不仅可以用在变电站,还可以用在居民楼、商场、仓库等一系列场合中。