一种休眠机制下无线传感器网络的自治愈方法

为减少无线传感器网络(WSNs)大规模应用中出现的节点同步失效、数据丢失的问题,通过对现有WSNs应用系统的研究,提出了一种全网节点同步休眠机制下WSNs的自治愈方法.详细介绍了该方法的设计思路、实现方法及测试过程.测试结果表明:此方法可针对数据丢失和时间同步失效的节点进行节点自救,实现丢失节点的再入网、再同步,提高WSNs系统的稳定性,为WSNs的应用提供更好的条件.     

移动无线传感器网络连通性自主恢复算法

无线传感器网络(WSNs)中关键节点故障会将网络分割成多个不连通的分区,给网络性能带来严重影响.而无线传感器网络往往布置在人工难以干预的偏僻恶劣环境中,网络连通性的自主恢复尤其重要.提出一种自主网络分区检测和连通性恢复(APDCR)策略,容忍无线传感器网络中关键节点的故障.APDCR首先基于1跳邻居和部分2跳邻居信息提出一种新的关键节点识别算法,然后给出关键节点的备用节点的选取算法和网络连通性恢复算法,最后扩展算法处理两个节点同时故障时网络不连通问题(2-APDCR).模拟实验结果表明了算法APDCR的有效性.     

无线传感器网络中APIT-HR定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)中近似四面体内点(APIT)质心定位算法计算复杂度高、定位精度差的问题,提出一种基于RSSI值折半的APIT (APIT-HR)质心定位算法.该算法以未知节点与三角形中的两个锚节点同时感知第三个锚节点的RSSI值进行比较并确定未知节点的存在区域,再以该区域质心作为定位结果.以面积规则和圆交域质心法改善APIT算法中存在的一些缺陷.仿真实验表明:相对于原始的APIT质心定位算法,APIT-HR算法降低了计算复杂度,提高了定位覆盖率和定位精度,定位误差缩小了22.8％.     

基于单神经元PID的WSNs邻居节点级功率控制算法

针对无线传感器网络(WSNs)中功率控制算法不能实时地调整节点功率和能量消耗较大等问题,提出了一种基于单神经元PID的邻居节点级功率控制算法.该算法结合WSNs传输功率模型,通过实时地控制邻居节点的数量,调整每个节点的功率,动态控制网络的能耗.仿真结果表明:该算法能根据网络连通性要求调整传感器节点的功率,实时性好,收敛速度快,有效地降低了网络的整体能耗.     

高压开关柜温度远程在线监测系统设计

针对现有高压开关柜测温系统的缺陷,设计了一种温度远程在线监测系统.系统由6只SAW温度传感器和1个基于雷达原理的无线询问器组成,询问器通过向传感器发射高频激励信号(497～503 MHz)并接收带有温度信息的回波信号实现温度测量,同时,系统利用GSM模块进行短信报警、即时温度查询以及系统参数设置实现了远程在线监测.经过大量的实验和测试表明:该系统工作稳定,抗干扰能力强,测量误差在0.5℃以内,采用10 Ah锂电池供电,可持续工作超过35天,相比传统设备,更适合于高压开关柜的温度监测.     

大型起重机械在线监测的无线传感器网络节点设计

从大型起重机械结构健康监测的实际应用出发,结合无线传感器网络分布式、高鲁棒性的特点,设计了一种基于Zig Bee的可对大型起重机械长期在线监测的无线传感器节点系统,并结合LabVIEW针对节点的通信距离、数据传输可靠性以及功耗等进行了现场实验,证明了节点能够很好地完成结构健康监测数据的采集与发送,能够满足在实际现场环境中大型起重机械结构健康监测对通信距离和可靠性以及节点功耗的要求.     

基于区间多目标量子文化算法的无线传感器网络覆盖能效优化

针对不确定环境下无线传感器网络覆盖能效优化问题,提出一种传感器节点区间感知模型;进而考虑网络覆盖率和节点冗余率,将其转化为区间多目标优化问题。基于一种新型区间个体依可能度占优关系,提出区间多目标量子文化算法,根据区间占优个体信息提取隐含知识,用于指导量子个体更新及进化个体变异与选择。不同环境下的仿真结果表明：基于所提出算法获得的Pareto解具有更好的收敛性、分布性和延展性;相应的无线传感器网络布局更合理。     

一种面向用户的企业级无线局域网冗余消除机制

智能手机和移动设备的迅速普及,推动了企业级无线网络的广泛部署.通过收集上海某高校WiFi校园网中10000多位匿名用户的WiFi网络数据,发现无线局域网中存在超过高达24%的冗余数据传输.通过分析,挖掘无线用户数据的冗余特性,提出了一种面向用户的冗余数据消除机制.该机制可自适应地根据不同用户冗余度的动态变化,为不同的用户分配不同的缓存大小.从而在路由器缓存有限的条件下获得最大的冗余消除收益.通过基于真实历史数据的仿真实验,证实了该冗余消除机制能够有效识别并消除系统中的冗余数据,并获得较高的系统冗余消除收益.     

基于无线数据采集的地震波定位系统设计

介绍了一种基于无线数据采集的地震波定位系统设计方法。该系统以C8051F020单片机为主控芯片,利用GPS模块提供的PPS信号实现分布式采集系统的同步,利用无线射频模块XBeePro实现数据的无线传输。整个系统通过上位机进行实时控制。实验证明,该系统能够实现严格同步采集,整个采集系统工作稳定、操作简单,具有较高的工程应用价值。     

可穿戴式的功能近红外光谱成像系统的前端设计

针对脑部血氧非侵入式无损血氧检测,设计了一款多通道的可穿戴式功能近红外光谱成像系统的前端。采用超低功耗无线片上系统(System on a Chip,So C)芯片作为控制中心以及无线传送模块,借用时分复用技术实现光源驱动,利用高灵敏度的光电传感器以及高分辨率的模数转换芯片实现信号采集,实现一款体积小、功耗低、精度高、无线数传、可实时检测脑部血氧浓度的系统前端。给出了光源驱动与信号采集扩展方案,使得系统可以自由配置成更多通道采集系统。