无线传感网络中通用传感器节点硬件结构设计

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题。提出了一种构建无线传感网络节点实验平台的方法;基于该设计方案实现的无线传感网络节点可以有效地组建网络拓扑结构及多种传感数据采集传输。它还可以用于实现声音空间定位系统。关键词:无线传感网络;节点;拓扑结构;数据采集;声音空间定位     

无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构研究

网络拓扑结构影响着传感器节点的负载均衡与生存周期,分簇结构是无线传感网络的一种有效地拓扑管理方式。根据血管网络特征以及对构建无线传感器网络拓扑结构的启示,提出了无线传感器网络非均匀等级分簇拓扑结构。分析血管网络结构特征,建立数学模型和网络拓扑结构,对具有压力差的网络节点进行等级标定。根据改进粒子群算法进行非等概率静态分簇,形成不同等级区域具有密度和规模不等的非均匀等级分簇拓扑结构。仿真分析表明,此算法能优化网络分簇,均衡节点能耗,延长网络生命期,避免网络能耗热点问题。     

高可测无线传感器网络的自组织组网过程的记录与分析

相对于一般的自组织网络,无线传感器网络的自组织组网过程具有更多的不确定性和不稳定性.针对无线传感器网络自组织组网过程的这一特点,提出高可测无线传感器网络,实现了高可测无线传感器网络自组织组网过程的状态信息实时图形化显示和回放,并对自组织组网过程信息和网络节点的能量信息、传感数据信息进行分析,再结合运用一定的规则,控制调节网络节点负载均衡,优化网络拓扑结构,评估无线传感器网络的故障点和性能,延长网络寿命.     

基于蜂窝网络拓扑的无线传感网定位算法

针对无线传感网中DV-Hop定位算法过于依赖信标节点数量以及定位精度低的问题,提出基于蜂窝网络拓扑的定位算法(LABCNT).通过对网络中节点的有向筛选,选取满足特定条件的节点,构造一个蜂窝的网络拓扑结构,得到网络上节点的相对位置;根据拓扑结构中的第二个信标节点确定网络上节点的绝对位置;将已定位的节点升级为协作节点,采...     

面向无线传感网的 故障诊断和网络重构机制

由于无线传感器部署环境复杂多样、网络拓扑动态变化、节点资源受限且易受攻击破坏,造成节点故障失效而导致网络性能急剧下降甚至瘫痪.鉴于及时有效地故障诊断和网络重构直接关系到无线传感网的平稳可靠运行,针对无线传感网的故障诊断和网络重构机制进行了系统研究.首先,分析了无线传感网故障的根源并归纳说明了当前常用的网络故障诊断方法;...     

基于Zigbee技术的无线传感网络研究

介绍了一种新型的短距离无线通讯技术Zigbee。分析了Zigbee协议的特点,对协议的体系结构进行了详细的阐述,主要介绍了基于Zigbee技术的无线传感网络的组网研究,包括网络拓扑结构以及通信原语组网的过程,并从软硬件结合出发对无线传感网络的平台的搭建进行了实验验证,成功实现一种无信标星型无线传感网络。经验证该平台能较好地完成点对点数据的传输。     

森林火灾无线监测预警系统的设计与实现

针对传统森林火灾监测措施实时性差、实际应用受限的问题,利用无线传感网络技术,构建了基于ZigBee和GPRS的森林火灾监测预警系统.介绍了系统的结构,给出了主要功能模块的硬件设计方法和ZigBee无线传感网络中各功能节点的软件设计.同时,对传统的无线传感网的自组网方案进行了改进,并在分布式组网方案基础上实现了ZigBee无线传感网络节点的分簇置放.实践证明,该系统实现了森林火灾监测和预警的功能,提高了系统中数据传输的实时性、可靠性以及系统的可扩展性.     

基于Zigbee技术的无线传感网络研究

介绍了一种新型的短距离无线通讯技术Zigbee.分析了Zigbee协议的特点,对协议的体系结构进行了详细的阐述,主要介绍了基于Zigbee技术的无线传感网络的组网研究,包括网络拓扑结构以及通信原语组网的过程,并从软硬件结合出发对无线传感网络的平台的搭建进行了实验验证,成功实现一种无信标星型无线传感网络.经验证该平台能较好地完成点对点数据的传输.     

基于可预测移动汇聚节点的无线传感网分簇算法研究

在汇聚节点移动可预测情况下,提出一种无线传感网分簇算法。该算法将subsink节点引入到HEED分簇算法中,以较快感知移动路径变化,快速形成分簇拓扑;采用sink节点注册机制,实现汇聚节点移动过程中的信息交互。实例分析表明,该算法能快速形成合理网络拓扑,延长无线传感网的生存期。     

基于GPRS和无线传感网络的环境监测系统设计

为实现环境状态的自动、实时监测,无线传感网络由于其技术可靠、低功耗、成本低廉、开发周期短而得到了广泛的应用,但短距离通信这一特点一直制约着这一技术的广泛应用。本文将无线传感网技术和GPRS网络相结合,并对无线组网方式和深度以及传感器选型进行分析,实现了一种能对环境中多节点、多状态进行实时监测和预警的系统设计。     

带状无线传感器网络能量高效的节点部署策略

带状无线传感器网络具有特殊的拓扑结构,满足很多重要领域的应用需求。针对带状网络中的能量消耗不均衡问题,分析了带状无线传感器网络在多跳通信时的拓扑结构和能耗模型,在对带状网络进行分簇的基础上,提出一种非均匀的节点部署策略,该策略量化了带状传感器网络中簇内节点的数目关系,并设计了相应的路由协议。仿真结果表明,非均匀的节点部署策略可以缓解带状网络的能量空洞问题,使网络能耗趋于均衡,延长整个网络的生命周期。     

用于环境监测的ZigBee无线传感器节点设计

温室环境监测采用基于ZigBee技术的智能网络化传感器有着很明显的优势。ZigBee网络容量大、功耗低、易于扩充并且支持自组织组网。该文设计了一种ZigBee无线传感器监测节点,介绍了基于ZigBee协议构建的无线数据采集网络,包括传感器节点的软、硬件设计。实验证明：节点工作状况良好,整个网络具有较高的可行性,可以实现对环境温湿度、光强等信息进行实时、准确的监测。     

平均度约束的无线传感器网络拓扑控制

拓扑控制是无线传感器网络中最重要的技术之一.大规模随机部署的无线传感器网络节点,在满足无线传感器网络拓扑连通性的前提下,如何保证网络结构的稀疏性是一个亟待解决的问题,目前已有的研究结果表明当节点密度较大时,得到的网络拓扑复杂,计算路由将严重消耗节点资源.文中提出了一种平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,通过增加节点通信半径,约束节点的平均度来解决网络的连通性与网络拓扑的稀疏性之间的矛盾.数值模拟表明:通过平均度约束的无线传感器网络拓扑控制,可减少网络中选出的工作节点数,保证了网络的稀疏性,简化了路由的复杂度,从而延长了网络的生存周期.     

基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统设计

文章介绍了基于ZigBee无线传感器网络的煤矿监测系统的结构组成、适用于煤矿井巷环境的ZigBee无线传感器网络拓扑结构及网络节点的构成、软硬件设计等。凭借基于ZigBee技术的无线传感器网络节点可移动、组网快速简单、成本低、网络易维护等特点,该监测系统有着很大的推广应用价值。     

基于ZigBee与数传电台的矿井环境检测系统节点设计及其组网方案

针对因煤矿井下环境复杂造成无线传感器网络无法有效地远距离传输信息的问题,提出了一种基于ZigBee无线传感器网络与数传电台的矿井环境检测系统的设计方案,给出了系统总体结构,介绍了以CC2430为核心的传感器节点和网关节点的设计,阐述了适合于矿井环境的ZigBee无线传感器树形网络组网方案的实现。实际测试结果表明,该系统采用ZigBee无线传感器网络与数传电台相结合的通信方案是切实可行的,有效解决了低功耗、远距离传输、高可靠性方面的问题;对节点进行编号的组网规则使网络拓扑结构更具有针对性,提高了节点的精确定位功能,降低了井下作业的危险性。     

基于低能耗的无线传感器节点硬件设计方法研究

无线传感技术相对于传统的传感技术具有方便、快捷、成本低等优点.由无线传感器构成的无线传感器网络能够在无人区域内迅速的构建网络拓扑,达到传输探测信息的目的.但由于其传感设备节点功耗受限问题的存在,给无线传感器网络的稳定性及可靠性带来一些问题.主要针对无线传感器网络中的节点功耗受限的问题,将传感器节点分为处理器单元、传感单元,无线传输单元、电源管理单元4个单元进行研究与分析,探讨如何通过合理设计电路来降低设备功耗,提高设备的能量利用率,从而达到提高无线传感器网络的稳定性和可靠性,延长网络生命周期的目的.     

构造无线传感器网络的小世界效应研究

基于小世界特性和无线传感器网络拓扑结构提出了一种构造无线传感器网络使其具有小世界效应的方法,通过在优化了的无线传感器网络拓扑结构中引入与汇聚节点直接通信的可靠链路（捷径）,形成具有小世界效应的无线传感器网络,使网络拓扑结构简化,并显示出明显的簇结构,仿真表明,经过拓扑优化后的网络更有益于可靠链路的添加,适当增加少量的可靠链路不仅减少了节点的平均能量消耗和平均路径长度而且在一定程度上均衡了各节点的能量消耗。     

具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型

如何通过合理构建拓扑模型有效提高网络抵御攻击的能力,一直是该领域研究的热点之一.针对无线传感网络无标度拓扑在遭受不同攻击方式时抗毁性差的问题,本文结合节点出入度和介数中心性两种因素,同时考虑数据传输的有向性,提出衡量网络抗毁性的度量模型概念,将该模型引入择优连接概率中,构建具有抗毁性的无线传感器网络有向拓扑模型.理论证明网络节点出入度均服从幂律分布,符合无标度特性,仿真实验结果表明,在相同实验环境下,该文所构拓扑模型在最大连通分支比例和网络效率两方面均优于其他3种比较模型,具有更强的抗毁性.     

粮库检测系统的网络设计

针对大型粮库粮食存储环境监测点分散的现状,设计一种树状拓扑结构的无线传感器网络中央监测系统。该系统以ZigBee无线传输技术为核心,结合温湿度传感器模块,构成无线传感器网络检测子节点。系统能够对现场环境实时检测,同时通过路由节点将检测到的数据上传给上位机,其中路由节点采用无线传输方式与终端节点进行通讯,使得现场检测到的数据能够实时传送给中央监控计算机,最终实现粮库内部的多点检测及和实时监控。