基于MobilityFramework的无线传感器网络仿真系统

系统仿真是无线传感器网络研究的重要手段。在分析和比较相关网络仿真工具的基础上,给出一种基于MobilityFramework的传感器网络仿真系统的设计和实现方法。该系统采用层结构,以实现单个传感器节点的分层和各层功能行为定义,节点各层的相互独立使模块代码复用率大大提高;功能上该系统集成了传感器网络能耗、时延和丢包统计模型,并采用后台数据库支持技术,增强了仿真实验的数据储存和处理能力;此外,系统也可支持配置文件和仿真文件的脱平台运行,具有很好的可移植性。通过传感器网络系统相关实验模拟,表明该系统建模快、重构有效、功能完整和实验结果真实可靠,是一种适合无线传感器网络的实验平台。     

基于ZigBee技术的无线环境监测系统研究

介绍了无线传感器及其网络协议技术,提出了一种基于ZigBee协议的用于环境监测的无线传感器网络方案。使用Jennic公司的JN5121-Z01-M0无线微控制器芯片,组建了ZigBee协议硬件开发平台,给出了外围电路设计方法。在软件设计方面完成协调器和路由节点应用程序的设计,构建了一种网状拓扑结构的无线传感器网络。最后对系统进行了测试,整个网络系统能够良好运行。     

无线传感器网络分析与仿真

计算机仿真是通信网络研究的有效评估方法之一。无线传感器网络强调对目标现象及其属性的实时感知能力，支持对感知信息的本地处理和节点间协同处理，而传统网络仿真平台并不支持。从网络体系结构和典型应用场景入手，分析无线传感器网络仿真需求，提出结合传统网络通信性能、能耗控制和基础功能实现的网络性能评价指标，并给出基于NS-2的扩展设计和实现。     

一种用于水下监测的无线传感器网络的研究

无线传感器网络用于水下监测是近几年来提出的一种新型网络系统。本文对无线传感器节点TelosB的数据采集软件的设计与实现,进行了详细的分析与研究。无线传感器节点TelosB参与水下传感器网络组网平台,本文从硬件和软件两个角度对TelosB节点进行了详细的分析,提出了扩展口通信组网算法。最后结合TelosB节点扩展口通信参与组网时的通信方式,提出了一种扩展口组网算法—轮询监听算法,解决了应用中的通信问题。     

无线传感器网络便携式用户接口的设计与实现

重点考察无线传感器网络的人机交互问题,设计并实现了一种基于手持移动设备的无线传感器网络用户接口,以方便人们对传感器网络节点的灵活访问与控制。该用户接口搭建于Pocket PC平台,通过蓝牙与汇聚节点进行双向通信,从而实现对整个无线传感器网络系统的监控。用户可以通过便携式接口现场采集与处理传感器网络节点的数据,同时也可以发送指令对汇聚节点和普通节点进行各种设置。演示实验结果验证了该接口系统的可行性与有效性。     

基于网格拓扑的无线传感器网络低能耗路由策略

针对无线传感器网络的能量消耗,提出了一种新型高效的低能耗路由算法。基于网格拓扑结构,主要解决了延迟约束下的中继节点选择问题。通过将问题转化为0～1整数线性规划,可以得到最终的中继选择。所研究的算法主要应用于实时无线传感器网络系统,它能够在满足延迟约束的条件下给出低能耗的路由策略。仿真结果表明:提出的算法能有效地减少无线传感器网络的能量消耗,延长网络寿命。     

无线传感器网络QoS仿真与研究

无线传感器网络在军事和民用领域均具有广阔的应用前景,但由于传感器节点资源的限制,网络能否满足在实际应用中的QoS要求是一个重要问题。本文对无线传感器网络的主要QoS指标进行了介绍,并分别从能量效率、丢包率、吞吐量和传输时延等主要QoS指标对三种典型拓扑结构的无线传感器网络进行了分析;实现了基于NS2的无线传感器网络通用仿真平台,借助此平台对典型拓扑结构的传感器网络主要QoS指标进行了仿真验证和分析,得到了不同拓扑结构对无线传感器网络QoS指标的影响程度。     

OMNeT++平台上无线传感器网络仿真系统的研究*

仿真系统对于无线传感器网络尤其是大规模无线传感器网络的性能评价是必不可少的。通过仿真,人们能够在一个可控的环境里研究无线传感器网络,观察由不可预测的干扰和噪声引起的节点间的相互作用,减少投放后的网络维护工作。OMNeT++是一款开源的、基于组件的、模块化的开放网络仿真平台。在OMNeT++平台提供的网络仿真基础类库和开发环境的基础上,紧密结合无线传感器网络自身特点,从仿真模型、实现机制和应用场景等方面设计了无线传感器网络仿真系统,并在Linux操作系统上编程实现。通过实验验证,该仿真模型可以正确仿真MAC     

无线传感器网络在滑坡监测中的应用研究

分析了滑坡形成机理和主要影响因子,在分析、归纳和总结已提出的滑坡监测方法的基础上,提出基于无线传感器网络的滑坡监测方法,给出了无线传感器网络总体构建方案和传感器节点、网关的设计方法,应用射频模块CC2520完成了温湿度感知数据的点对点无线通信实验,并对节能路由协议进行了仿真。仿真和物理实验显示所给出无线传感网架构能满足长期观测和数据传输的要求。无线传感器网络在滑坡监测中有着良好的前景。     

基于OPNET的无线传感器网络节点跨层设计

无线传感器网络是一类由大量位置相对固定的节点所组成的无线通信网络,其节点能量、计算和通信能力都非常有限,因此,传统网络的层次设计和网络协议都难以应用到无线传感器网络中。为解决这些问题,该文在传统网络层次设计思想的基础上,提出了适用于无线传感器网络节点的跨层网络模型,基于OPNET网络仿真工具实现了节点的跨层网络模型设计,在此基础上实现了无线传感器网络中路由选择和数据汇聚等典型应用的仿真。结果表明,新的跨层网络模型能够很好地描述节点各个层次的功能,便于网络协议的综合设计和集中优化。     

基于ZigBee的低功耗无线传感器网络改进协议

如何降低无线传感器网络(WSNs)节点的能耗来延长网络寿命是非常重要的,无线网路的性能主要取决于MAC协议,若要降低节点能耗,合理的设计与改进MAC协议就成为一个关键性问题.主要介绍了无线传感器网络中的ZigBee技术发展与应用,针对相关能耗问题,将延迟测量时间同步(DMTS)算法融入到ZigBee网络中,同时引入了基于S-MAC协议机制的周期性侦听/睡眠、碰撞避免等措施对协议进行改进,通过仿真与基本协议进行比较.仿真结果表明:改进的协议能够有效降低网络节点能耗.     

SmallWorld Model-Based Polylogarithmic Routing Using Mobile Nodes

The use of mobile nodes to improve network system performance has drawn considerable attention recently. The movement-assisted model considers mobility as a desirable feature,where routing is based on the store-carry-forward paradigm with random or controlled movement of resource rich mobile nodes.The application of such a model has been used in several emerging networks,including mobile ad hoc networks(MANETs),wireless sensor networks(WSNs),and delay tolerant networks(DTNs).It is well known that mobility increases the capacity of MANETs by reducing the number of relays for routing,prolonging the lifespan of WSNs by using mobile nodes in place of bottleneck static sensors,and ensuring network connectivity in DTNs using mobile nodes to connect different parts of a disconnected network.Trajectory planning and the coordination of mobile nodes are two important design issues aiming to optimize or balance several measures, including delay,average number of relays,and moving distance.In this paper,we propose a new controlled mobility model with an expected polylogarithmic number of relays to achieve a good balance among several contradictory goals,including delay,the number of relays,and moving distance.The model is based on the small-world model where each static node has"short"link connections to its nearest neighbors and"long"link connections to other nodes following a certain probability distribution.Short links are regular wireless connections whereas long links are implemented using mobile nodes.Various issues are considered,including trade-offs between delay and average number of relays,selection of the number of mobile nodes,and selection of the number of long links.The effectiveness of the proposed model is evaluated analytically as well as through simulation.     

A Novel Fault Tolerance Energy-Aware Clustering Method via Social Spider Optimization (SSO) and Fuzzy Logic and Mobile Sink in Wireless Sensor Networks (WSNs)

In recent years, the application of WSNs has been remarkably increased and notable developments and advances have been achieved in this regard. In particular, thanks to smart, cheaper and smaller nodes, different types of information can be detected and gathered in different environments and under different conditions. As the popularity of WSNs has increased, the problems and issues related to networks are examined and investigated. As a case in point, routing issue is one of the main challenges in this regard which has a direct impact on the performance of sensor networks. In WSN routing, sensor nodes send and receive great amounts of information. As a result, such a system may use lots of energy which may reduce network lifetime. Given the limited power of a battery, certain method and approaches are needed for optimizing power consumption. One such approach is to cluster sensor nodes; however, improper clustering increases the load imposed on the clusters around the sink. Hence, for proper clustering, smart algorithms need to be used. Accordingly, in this paper, a novel algorithm, namely social spider optimization (SSO) algorithm is proposed for clustering sensor network. It is based on the simulation of the social cooperative behavior of spiders. In the proposed algorithm, nodes imitate a group of spiders who interact with each other according to biological rules of colony. Furthermore, fuzzy logic based on the two criteria of battery level and distance to sink is used for determining the fitness of nodes. On the other hand in WSNs with a fixed sink, since the nodes near the sink share multi-hop routes and data and integrated towards the sink, these nodes are more likely to deplete their battery energy than other nodes of the network. Also In this paper, mobile sink was suggested for dealing with this problem. For investigating and demonstrating the performance of the proposed method, we compared it with DCRRP and NODIC protocol. The results of simulation indicated better performance of the proposed method in terms of power consumption, throughput rate, end-to-end delay and signal to noise ratio and has higher failure tolerance especially in terms of sensor nodes’ failure.     

基于WSNs平台的Contiki通用移植方法研究

无线传感器网络（WSNs）目前已成为国内外备受关注的研究热点,作为一种新的信息获取和处理模式,WSNs已广泛应用于军事、医疗、环境监测等各个领域。而WSNs节点的存储能力和功耗成为目前设计人员面临的最大挑战。文中以此为出发点,研究比较了目前广泛采用的几种无线传感器网络操作系统（WSNsOS）的主要特点,选取小内存、低功耗,且易于移植的Contiki操作系统,对Contiki的系统架构及代码架构进行了深入分析;研究了基于WSNs平台移植Contiki的通用方法,并以微型传感路由器（MSR）作为测试平台,进行了Contiki移植的仿真测试,验证方法的可行性,一定程度上解决了文章提出的问题。     

基于蚁群算法的路由协议在TinyOS中的实现

为了提高无线传感器网络(WSNs)的通信链路质量,在TinyOS系统中实现了基于蚁群算法的路由协议,该协议采用多跳的通信方式,为应用程序提供较为可靠的数据传输服务。结合Zig Bee网络的体系结构,详述了该协议的实现流程。通过TOSSIM仿真平台对该协议进行了验证,仿真结果表明:基于蚁群算法的路由协议能够在降低丢包率和传输延时的同时平衡节点的能量消耗,进而延长整个网络的存活时间。     

基于CC2530的水产养殖监控系统的设计

为了解决传统水质监测方案中遇到的布线困难、成本高等问题,并能实现对水质环境因子的准确测量与控制,介绍了一种基于无线传感器网络的智能监控系统在水产养殖中的应用。选用集数据收发和数据处理于一体的低功耗芯片CC2530,设计了以CC2530为射频收发器的低功耗无线传感器网络节点,实现了对水产养殖水质参数的采集、处理和显示。在IAR开发环境下编写和编译传感器节点程序,实现了无线传感器网络节点之间的数据传输功能。结果表明:该系统各项技术性能指标达到设计要求,而且系统结构简单,数据传输速度快,功能易扩展,具有推广和应用价值。     

单节点的无线传感器网络数据传输优化策略

为了提高无线传感器网络（WSNs）节点能量的利用率,延长WSNs的生存时间,提出了一种单节点的WSNs数据传输优化策略.首先对WSNs结构进行分析,并建立单个传感器节点数据传输优化的数学模型;然后采用惩罚函数法对数据传输过程中的传感器节点能耗进行优化;最后在Matlab 2012平台对其进行仿真分析.结果表明：该方法可以根据环境能量的变化对传感器节点能耗进行自适应优化,提高了节点的累积数据传输总量,可以较好适应环境能量不确定性.     

无线传感器网络能量管理研究

传感器节点能量受限的特点使能量管理成为无线传感器网络(WSNs)设计的一个重要内容。对近年来无线传感器能量管理的研究进展进行了讨论和综述,指出了WSNs能量管理面临的问题与挑战。在分类阐述和比较当前具有代表性的各种休眠机制的同时,介绍了动态电压调节、动态功率管理、数据融合等能量管理策略。最后,指出了WSNs能量管理的未来发展方向。     

基于Zig Bee技术的大坝安全监测WSNs节点设计

针对无线传感器网络(WSNs)在大坝安全监测中的需求,结合大坝安全监测传感器网络和ZigBee技术的特点,提出一种基于射频芯片CC2430的WSNs大坝安全监测系统解决方案。简要介绍了传感器网络体系结构,重点阐述了其网络节点的硬件设计和软件设计。并在实验室环境下搭建了一个簇-树型传感器网络,对传感器网络进行了测试并对节点进行了标定。实验表明:节点采集传感器数据准确,在实验室环境下数据传输可靠、准确,数据丢失率为0。     

无线传感器网络动态覆盖的CVT算法

覆盖控制是无线传感器网络中的基本问题之一,动态覆盖问题又在很多领域有其独到的应用价值。为了更好地实现动态覆盖,基于集中式Voronoi网格细分（ CVT）理论,结合Lloyd算法,提出了一种无线传感器网络动态覆盖算法,通过调整目标覆盖区域几何边界,协同调度无线传感器网络节点,从而实现目标区域无线传感器网络动态覆盖。在仿真中,进行了正方形、正方形—圆形障碍静态边界区域覆盖实验和正方形—长方形目标区域、正方形—十字形目标区域、正方形—H形目标区域动态边界覆盖实验,验证了控制算法的有效性,并对不同目标覆盖区域形状、节点数量、覆盖程度、覆盖效率进行了分析。