一种无线传感器网络链路调度模型与算法

研究无线传感器网络最小空间重用链路调度（MSRLS）模型,提出一种求解一般网络下MSRLS问题的分步式近似算法MSRLS-D。该算法同时考虑无线传感器网络带宽需求分布和通信过程中的无线信道干扰,更适用于真实网络。通过理论分析和仿真实验,对该算法的性能进行论证和比较。     

Dual-Radio传感器网络链路调度算法的研究

针对传感器网络中正交信道较少和传感器节点不易配备过多Radio的特点,提出一种Multi-Sink Dual-Radio传感器网络中分布式信道分配算法（Channel Allocation,CA）,并在此基础上提出一种半分布式链路调度算法（Link Scheduling,LS）。根据节点距离Sink节点的最少跳数,将网络划分为不同的层次,形成层次结构网络。CA能消除不同层次节点间的通信冲突,而LS能消除同层次节点间的通信冲突。从而CA和LS高效率地实现数据无冲突并行传输,可较好地解决传感器网络中的数据收集问题。实验结果表明,提出的算法可显著减少数据收集时间,提高网络吞吐量。     

一个能量收集无线传感器网络路由协议

针对周期性数据收集无线传感器网络应用,提出一个能量收集无线传感网络路由协议EHRP,以高效的能量估计和链路评估为基础,通过基于收集能量优先的选路实现多跳报文转发,构建起能量均衡消耗的多跳传感器网络.仿真结果表明在具有能量收集能力的传感器网络中,EHRP能够充分利用节点的能量收集能力,实现网络能量均衡,延长网络的生命周期,同时提高了数据传输的可靠性.     

一种基于无线传感器网络数据链路层的能量模型

提出一种无线传感器网络数据链路层能量模型,综合考虑网络层、物理层及传输信道的影响,分析模型主要参数,提出能耗优化的方法.用NS2仿真结果证明了该模型的有效性,并在仿真的基础上推导出能耗经验计算公式.     

基于干扰模式的无线传感器网络链路调度算法

传感器网络把各种各样的微型传感器设备通过Ad Hoc网络连接起来,以便完成某些特定任务。但是,由于Ad Hoc无线网需要通过共享信道来实现节点间的通信,所以本文基于节点之间可能存在的信道干扰研究了：给定一个源和目的节点对的集合{（si,ti）},怎样在链路层上对从源到目的的数据流进行调度,以使带宽资源得到充分的利用,并设 计了链路的调度算法。     

基于压电能量收集技术的无线传感器节点设计

针对传统无线传感器模块在复杂环境中电池适应性差、维护困难的弊端,设计了基于压电能量收集自供电技术,并具有超低功耗特性的无线传感器网络节点模块;方案采用PZT陶瓷实现压电换能,围绕LTC3588-1进行电源管理,提出了以CC430作为控制核心的应用端低能耗工作模式算法,实现完整的系统构建;实验表明,压电能量收集器可以支持具备低功耗特性的无线传感器模块正常工作。     

无线传感器网络的链路分析与建模

无线传感器网络的链路通信质量对上层协议及定位算法有重要影响.在网络仿真软件中,对信道和链路的过分简化会影响协议或算法的可靠性.本文通过在伯克利Mica2 Motes[1]上的大量实验,分析了无线链路的各种非理想特性,包括时空特性、不规则连接单元和链路不对称性等.通过解析和实验分析相结合的方法对信道和链路质量进行了建模,该模型可以应用于改善仿真工具中的物理层和链路层模型,帮助我们更好地理解上层协议的性能.     

无线传感器网络中基于能量探测的节点调度算法

针对无线传感器网络（WSNs）能量分布不均匀的特点,在邻居信息随机调度算法基础上,提出了一种能量探测调度算法。通过探测区域能量并修正网络能量,使网络能量平衡。仿真结果显示：在保证一定覆盖率和能量平衡的同时可以延长整个网络的寿命。     

无线传感器网络数据收集问题综述

数据收集问题研究外界用户如何通过无线传感器网络从监控区域收集感知数据。传感器节点通过自组织方式构成网络,数据收集问题就是寻找高效可靠的方式将感知数据通过多跳的方式传输给用户进行分析和处理。近几年对数据收集问题的研究非常广泛,主要包含减少数据收集过程中的数据传输量、数据收集协议和大规模网络数据收集调度等问题。从以上几方面对数据收集问题进行综述。     

一种无线传感器网络空间重用TDMA链路调度算法

本文研究了无线传感器网络最小空间重用链路调度(MSRLS)模型,给出了该模型的形式化描述,并在此基础上提出一种求解一般网络下MSRLS问题的集中式近似算法MSRLS-C。该算法同时考虑了无线传感器网络带宽需求分布和通信过程中的无线信道干扰,更适合真实网络。通过理论分析和实验对该算法的性能进行了论证和比较。     

CRSN中基于能量收集的MAC协议

基于能量收集的CRSN（EH-CRSN）是一种将能量收集模块引入到CRSN中的新型WSN。这种WSN能够让节点通过协调能量收集和能量消耗进行自我调节,极大延长这种WSN生命周期以及提高系统性能。然而现有基于能量收集的MAC协议研究还不成熟,未能将这种潜能挖掘出来。针对EH-CRSN的MAC协议问题,结合能量收集技术,设计了一种能量有效的管理策略,通过调整节点的频谱感知参与度,以及调整节点的工作周期活跃度,使得每一个节点达到能量均衡使用的效果。同时针对弱势节点设计了低功耗的能量管理策略。数值仿真结果证明所提方案使得低成本的能量收集设备满足了传感器长期运行的需求。     

一种太阳能传感器网络的自适应休眠调度算法

通过从外界获取太阳能,传感器网络节点的能量限制得到缓解。提出一种太阳能传感器网络的自适应休眠调度算法。当观测场景从区域观测到目标跟踪转变时,节点自适应地转换活跃和休眠状态,同时剩余能量低于能量阈值的休眠节点从外界获取太阳能。与不考虑太阳能获取的休眠调度算法相比,提出的算法延长了网络生命周期。     

环境能量驱动的无线传感器节点数据传输优化机制

将环境能量收集模块引入无线传感器网络,可以有效改善网络的使用寿命,但是能量的随时补充也给原有的能量管理策略带来了巨大挑战.针对单个环境能量驱动节点在数据序列已经到达的情况下,研究了优化的数据传输策略,采用内罚函数法优化传输过程,使得固定时间内节点传输的数据量最大.理论分析及仿真结果表明,当各个时刻节点的传输功率比较接近时会获得最大的数据传输量;当实际节点获得最大数据传输时节点的传输功率随时间呈增大趋势.     

Comparison of energy harvesting systems for wireless sensor networks

Wireless sensor networks (WSNs) offer an attractive solution to many environmental, security, and process monitoring problems. However, one barrier to their fuller adoption is the need to supply electrical power over extended periods of time without the need for dedicated wiring. Energy harvesting provides a potential solution to this problem in many applications. This paper reviews the characteristics and energy requirements of typical sensor network nodes, assesses a range of potential ambient energy sources, and outlines the characteristics of a wide range of energy conversion devices. It then proposes a method to compare these diverse sources and conversion mechanisms in terms of their normalised power density.     

WSNs中路由与能量收集速率的联合优化

针对带有能量收集装置的无线传感器网络(WSNs),提出了一种路由与能量收集速率联合优化的算法。通过规划节点能量收集装置的规格和网络路由,使WSNs在满足预算约束下达到最大的数据采集速率。算法将问题建模为一个组合优化问题,并通过凸松弛和变量离散化算法,得到一组次优结果,避免了高复杂度的穷举遍历。仿真结果表明:在不同的网络规模下,该算法性能均优于对比算法。     

基于振动能量收集的传感器自供能技术研究

复合式能量收集技术是一种基于压电和电磁的传感器自供电技术.对复合式能量收集系统进行分析,给出系统的数学模型,讨论系统共振频率与系统结构参数的关系;设计了一种压电和电磁复合式能量收集装置,并进行实验验证.结果表明:给出的数学模型基本反映了系统的输出特性,在共振频率为18 Hz时,与单一型电磁技术实验在共振频率处得到的3.2 mW负载功率相比,复合式能量收集技术获得的最大负载功率3.8mW,增加了19％.     

Optimal transmission schemes for parallel and fading Gaussian broadcast channels with an energy harvesting rechargeable transmitter

We consider an energy harvesting transmitter sending messages to two users over parallel and fading Gaussian broadcast channels. Energy required for communication arrives (is harvested) at the transmitter and a finite-capacity battery stores it before being consumed for transmission. Under off-line knowledge of energy arrival and channel fading variations, we obtain the trade-off between the performances of the users by characterizing the maximum departure region in a given interval. We first analyze the transmission with an energy harvesting transmitter over parallel broadcast channels. We show that the optimal total transmit power policy that achieves the boundary of the maximum departure region is the same as the optimal policy for the non-fading broadcast channel, which does not depend on the priorities of the users, and therefore is the same as the optimal policy for the non-fading scalar single-user channel. The optimal total transmit power can be found by a directional water-filling algorithm. The optimal splitting of the power among the parallel channels is performed in each epoch separately. Next, we consider fading broadcast channels and obtain the transmission policies that achieve the boundary of the maximum departure region. The optimal total transmit power allocation policy is found using a specific directional water-filling algorithm for fading broadcast channels. The optimal power allocation depends on the priorities of the users unlike in the case of parallel broadcast channels. Finally, we provide numerical illustrations of the optimal policies and maximum departure regions for both parallel and fading broadcast channels.     

微弱能量收集电路技术的研究现状与发展趋势

随着物联网的发展和无线传感器网络的广泛使用,以电池为主的供能方式弊端日渐显露,微弱能量收集因其诸多优点而得到了极大重视.介绍了目前微弱能量收集电路技术研究的现状,对目前的微弱能量收集电路技术进行了分析,阐述了多种微弱能量的收集,介绍了目前高效率的微弱能量收集电路的设计模式.结合目前微弱能量收集电路的优缺点,展望了能量收集电路技术未来的研究趋势和方向.     

基于链路可靠性的两跳QoS路由

针对工业无线传感器网络对路由协议的QoS要求，研究了一种基于链路可靠性的两跳QoS路由（Link-Reliability Based Two-Hop Routing for QoS Guarantee in Industrial Wireless Sensor Networks， LRTHQR）.采用两跳速度策略和数据优先级调度策略提高实时性，采用改进的信任评估模型以选择可信路径进行路由，采用基于接收功率的链接概率和数据包重传次数作为衡量链路可靠性的指标，同时采用能够综合考虑节点剩余能量和转发能耗的转发策略，以改善网络寿命.仿真结果显示：与未考虑链路可靠性的NCSRT （NodeCredible Security Routing for IWSN Based on THTR）算法相比， LRTHQR算法在丢包率、时延以及包平均能耗方面有着明显优势；与同样侧重QoS要求的LRTHR （Link-Reliability based Two-Hop Routing）算法相比， LRTHQR算法在截止期错失率、路由开销以及包平均能耗方面有着显著提升.