移动无线传感网中的迭代蒙特卡罗定位算法研究

研究移动无线传感网中的节点定位问题,分析影响蒙特卡罗定位精度的两个因素:观测值和前一时刻的位置样本集,提出一种迭代蒙特卡罗定位算法。该算法中,信标节点的位置信息在每个时间段只被它的邻居节点转发一次,但是接收到该信息的其他节点会保存它们,并在下一时间段将它们与待发送/转发的信息融合成一个数据包进一步转发,增加待定位节点用于估算前几个时间段位置样本集的观测值。待定位节点再利用蒙特卡罗算法迭代计算前面时间段的位置样本集,并充分利用观测值滤除较差样本,从而提高当前时刻的定位精度。仿真实验表明改进算法提高了定位准确度。当信标节点密度较低时,更能体现改进算法的优越性。     

一种测力传感器固有频率的提高与测试

提高测力传感器的固有频率能有效增强被测力数据的可靠性。介绍了一种悬臂梁测力传感器提高固有频率的设计方案,以及用高温火焰烧断承载线产生阶跃激励以测试实体传感器固有频率的新方法。该方案使用有限元软件ANSYS对传感器进行模态分析和结构静力分析,结合仿真结果和悬臂梁固有频率公式修改模型,使测力传感器固有频率提高了60%以上,达到了360 Hz。实际测试结果与有限元仿真结果十分接近,充分证明了改进方案的有效性。     

无线传感器网络自适应声音目标定位算法

基于声音能量的无线传感器网络目标定位算法因简单易行而受到广泛的关注。传统算法未考虑环境对衰减因子的影响,定位精度较差;提出一套辨识衰减因子的方案,并针对不同环境自适应改变衰减因子以优化加权质心算法的权重,设计了一种自适应加权质心定位算法。实验结果表明,本文算法较之传统加权质心定位算法大幅度提高了定位精度,且适用于更复杂的场景中。     

基于预测模式蚁群优化的传感网节能路由机制

面向传感器网络中时间序列数据的时域关联性特征,针对网内数据流量不均衡分布模式所导致的传输能耗漏斗效应问题,提出了基于预测模式的能量感知数据路由机制。机制的设计结合了蚁群优化机理自适应网络状况动态性的优势和预测模型揭示数据流量变化规律的优势,通过将节点负载因子引入蚁群优化算法中启发式因子的构造和局部信息素更新规则的设计,赋予蚂蚁代理在路由解空间探索中预知网络局域能量状况的能力,提高了数据路由构建的自适应性和能量均衡性。实验表明,论文提出的面向预测模式的路由机制,通过引入蚁群优化机理和挖掘数据内涵的时域关联性,有效降低和均衡了数据路由能耗。     

基于增量式特征基背景模型的运动目标检测

背景差法是目标运动检测的主流方法,关键在于背景模型自适应更新.针对传统特征基背景模型批处理方式计算量大、更新速度慢的问题,采用增量式主成分分析来建立特征基背景模型.首先计算样本图像的初始背景图像,然后采用CCFIPCA算法更新特征基背景模型,最后通过输入帧和重建帧的欧氏距离检测前景运动目标.算法以视频帧整体来建立背景模型,克服了混合高斯模型和核密度估计以孤立像素点建模的不足,提高了背景建模的鲁棒性.在SIMULINK下的仿真实验表明,算法能很好地适应高速公路交通场景动态变化,在有光线变化和阴影影响的情况下能完整、准确地提取出运动车辆轮廓.     

用于视觉传感器的有理系数小波滤波器的设计

有理系数小波滤波器的设计可以通过降低小波函数消失矩阶数来实现,但设计方程中出现的自由变量的取值需要在一定的范围之内,因为需要满足Daubechies紧支集条件。归纳总结了有理系数小波滤波器的设计过程,并以长度为4的有理系数小波滤波器设计为例,对如何确定设计方程中自由变量的取值范围进行了讨论,以得到适用于视觉传感器图像处理算法硬件实现的有理系数小波滤波器。     

基于迈克尔逊干涉仪的SPR传感器的研究

研究了一种基于迈克尔逊干涉仪干涉成像的新型表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance,SPR)传感器,介绍了系统的构建方法和工作原理。系统以溴钨灯为迈克尔逊干涉仪的光源产生干涉图像,采用Kreschmann棱镜耦合结构激励SPR,由CCD摄像机采集传感芯片干涉图,对干涉图进行信息提取和傅里叶变换得到光谱图,再对光谱图进行分析处理得到SPR曲线。在系统中引入了辅助定标光路,即以一已知波长的单色光(氦氖激光器)作为标尺确定光强随光程差变化的干涉图函数中采样点的选取,降低了使用迈克尔逊干涉仪过程中的转动和传动机械误差。实验结果表明,该传感系统具有成本低、结构简单、操作方便、多通道检测等优点。     

无线传感器网络中基于异构节点的覆盖控制算法

研究了无线传感器网络中基于异构节点的优化覆盖控制问题.异构无线传感器网络由两类能力不同的节点组成,包括普通节点和超级节点.对普通节点采用基于状态轮转的覆盖控制算法,对超级节点采用基于路由表的转发策略.通过两类节点的协作使得网络达到覆盖与连通的目的.模拟结果表明,在具有相同初始能量的情况下,该算法与SHHN-HS算法相比能够延长网络生命期.     

无线传感器网络节点定位的移动信标节点路径规划

为了进一步提高无线传感器网络节点定位精度和覆盖率,本文在采用移动信标节点来对未知节点进行定位方面,提出了信标节点向最大覆盖未定位节点方向移动的路径规划算法,解决了信标节点的移动路径规划问题.仿真实验表明,和信标节点随机方向移动算法相比,该算法具有较好的定位性能,能很好地适应大规模随机不均匀撒布节点的应用需求.     

基于金属氧化物气体传感器的气味罗盘的实验分析研究

设计一种由TGS2620金属氧化物气体传感器构建的气味罗盘系统。研制了气味罗盘的信号采样系统及辅助电路。在点气源及平流环境下对该系统进行了360°静态气源定位实验,提取传感器阻值响应比为特征量,并论证了该特征量与罗盘偏转角度α的对应关系。实验表明气味罗盘对相差30°方向的气源据有较大的响应差,以响应比值为特征量进行分析能够排除同类型传感器个体差异对分析结果的影响。