基于压缩感知的水声传感网络通信方法

现有研究主要针对单个传感器节点发送数据的情形,传输效率不高,而多个传感器节点同时发送数据,可以提高传输效率,但存在用户数据之间的干扰.将压缩感知应用于水声传感网络中,提出一种可实现多节点同时传输数据的大容量协作通信方法,利用传感器节点数据的稀疏特性,将多个源节点数据同时传输等效为压缩感知中的测量过程,证明了多节点并发传输过程的传输特性可以满足压缩感知中的测量矩阵的约束等距性要求.目的节点通过重构算法,可以恢复多个并发传感器节点的数据.     

基于跨层设计与优化的无线传感网络数据传输算法

针对无线传感网络(wireless sensor networks,WSNs)的多对一通信,提出了路由和媒体接入协议(medium access control,MAC)的跨层设计与优化的数据传输算法,记为J-R-MAC(joint routing and medium access control),进而减少传输时延。JR-MAC算法引用新的周期结构,此周期结构允许k个节点在同一个周期内安排数据包传输;并给节点提供k次机会传输数据包。同时,J-R-MAC算法将网络内所有节点划分k个不相交集;进而减少节点的空闲监听时间。此外,J-R-MAC引用特殊序列作为地址,减少控制包尺寸;进而降低能耗。仿真数据表明,与同类的协议相比,提出的J-R-MAC算法有效地降低了端到端传输时延;并提高了数据包传递率。     

野外传感网节点管理与数据传输的设计与实现

针对野外环境中传感网节点的远程监测管理、多媒体数据长期稳定传输存在的问题,采用由传感网节点、数据传输管理网关和远程网络接收管理平台组成的系统,完善系统硬件平台使用远程监测管理技术、二级缓存技术、休眠调度等策略。进一步延长了网关与网络的生存周期,实现了对野外传感网休眠调度周期、采样周期、网络健康状况等的远程管理和监测,大大提高了系统的鲁棒性。该系统突破传统系统传输数据单一、数据丢包率高、无法远程进行监测管理的技术瓶颈,实现长期、稳定、双向的野外多数据类型环境监测。     

基于群智能算法的WSNs动态联盟任务协同

针对无线传感器网络(Wireless sensor networks,WSNs)中单个节点的计算能力有限、完成数据发送任务比较困难的问题,提出一种协同处理的方式传送数据,可以将协同任务分为感知子任务和计算子任务。在传感节点任务协同的动态联盟中,引入基于粒子群算法优化蚁群算法(Particle swarm optimization ant colony algorithm,PSO-ACO)构建传感网的数据汇集路由树。利用传感器网络在采集数据之间的相关性,运用群智能算法来优化节点发送数据的传输路径,以保证动态联盟执行任务时的连续性,在一定程度上保证传感网的性能,从而降低了通信能耗。仿真实验表明:当传感器网络的感知节点与网络节点总数的比值小于28%时,网络监测性能最优,该文方案可以消除同一任务检测传感器节点冗余、降低系统能量消耗。     

无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析

为了提高无线传感网络分簇节点节能传输控制能力,提出基于最优节能控制的无线传感网络分簇节点节能传输实验模拟分析方法.构建无线传感网络分簇节点优化部署模型,建立路由均衡控制下的无线传感网络分簇节点节能传输低能耗调度信道模型,采用自适应均衡的路由转发控制协议实现无线传感网络分簇节点节能路由探测协议设计,提取无线传感网络节点传输的相干性特征值,结合模糊特征提取方法进行无线传感网络分簇节点节能传输过程中的最优特征量提取,实现网络分簇节点节能传输的优化控制和自适应均衡调度.仿真结果表明,采用该方法进行网络分簇节点节能传输的自适应能量均衡性较好,数据转发的成功率较高,具有很好的节点数据收发控制和节能传输能力.     

基于Zigbee技术的无线智能输液监护系统

设计了一种基于Zigbee通信技术的无线输液监护系统,采用性能良好的CC2530芯片作为无线传感网络节点,对输液数据进行采集和传输.由无线传输设备把数据传到控制中心,实现对医疗输液过程的实时、准确、快速的监控,通过组网可实现输液的远程控制.实践证明,该监护系统具有良好的实用性和一定的应用价值.     

一种无线环境监测数据采集与推送系统

针对自然灾害易发区环境监测的现状,设计了一种无线环境监测数据采集和推送系统,给出了系统的总体结构以及各主要组成监测单元的构成.一方面,结合传感网节点资源紧张的特点,提出了基于消息队列遥测传输协议的信息推送方案;另一方面,为了避免监控中心下达的配置命令等指令数据被非法监听甚至纂改,改进了现有的洋葱路由协议,在通信实体间预先建立安全的通信链路,从而确保了数据在各种通信实体间的安全传输.     

WSANs中一种基于能耗自适应的多反应节点的选择算法

为减少无线传感器反应网络(WSANs)中传感节点和反应节点间数据包的传输距离及传输能耗,在分析了传感节点与多个反应节点共存模型的基础上,提出了一种分布式的跳数有限且能耗自适应的多反应节点选择算法,并给出了相应的最优解决方案的整数线性规划(ILP)描述.该算法在修改了贪婪转发路由算法的基础上,通过限定传感节点到反应节点的跳数以及重新计算从每个用于数据转发的传感节点到每个反应节点的能耗,来达到保证实时收集数据条件下降低网络总能耗及数据传输总距离的目的.仿真实验表明,该算法能够有效地实现数据收集的实时性与网络总能耗之间的平衡.图3,参8.     

基于ZigBee的多点温湿度监测系统设计

在对无线传感器及其网络协议技术分析的基础上,设计出一种以Zig Bee为基础的多点无线温湿度监测系统.网络系统采用Zig Bee树状网络结构组网,利用本地传感节点采集温湿度数据,无线传输至Zig Bee协调器,进而通过串口通信传输至PC机服务器进行存储和显示.同时,Android手机利用wifi路由器及Socket通信访问PC机服务器,实现手机端远程温湿度监测.     

基于SDRAM的网络延时器的设计与实现

数据通过不同类型的通信系统进行传输,由于数据传输链路的差异,导致数据到达接收端时间存在差异,网络延时器的设计在传输较快的数据的前端插入一个延时,使不同网络的传输数据同时达到接收端,避免了时延差所造成的数据处理失真等问题。     

无线传感网络模糊冗余度混合通信算法研究

混合通信算法在无线传感网络的信息传输中能有效的提高能量的利用率.针对传感器节点采集和融合数据时具有较高的冗余度,提出模糊冗余度的混合通信算法.在数据采集与数据融合阶段,冗余的传感器节点向隶属簇头进行信息交互,避免重复进行同样数据的操作,簇头之间采取混合通信的方法将信号传送到基站.通过matlab仿真实验表明,改进后的算法能有效减少网络的总能耗,延长网络的生命周期.     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

A PUF-Based and Cloud-Assisted Lightweight Authentication for Multi-Hop Body Area Network

Wireless sensor technology plays an important role in the military,medical,and commercial fields nowadays.Wireless Body Area Network(WBAN) is a special application of the wireless sensor network in human health monitoring,through which patients can know their physical condition in real time and respond to emergencies on time.Data reliability,guaranteed by the trust of nodes in WBAN,is a prerequisite for the effective treatment of patients.Therefore,authenticating the sensor nodes and the sink nodes in WBAN is necessary.This paper proposes a lightweight Physical Unclonable Function(PUF)-based and cloud-assisted authentication mechanism for multi-hop body area networks,which compared with the star single-hop network,can enhance the adaptability to human motion and the integrity of data transmission.Such authentication mechanism can significantly reduce the storage overhead and resource loss in the data transmission process.     

基于基站辅助定位的无线传感器网络通信协议

无线传感器网络受应用场合和节点结构的限制，要求算法具有低功耗和低复杂度等特点．为此提出了一种基于基站辅助定位的组网算法和路由协议，利用基站对抛撒区域扫描完成网络节点定位和分簇，节点只需接收基站发送的控制信息，节省了通信和计算开销，根据节点剩余能量和信号强度选举簇头、网关，形成以基站为根节点的路由树，减小了成员节点与簇头、簇头与簇头间的通讯耗能，路由协议中定义了源数据包和转发数据包两种数据格式，以实现数据从节点到基站的传输．在此基础上，研究了不同场景下网络的生存期和节点剩余能量、仿真结果表明提出的组网和路由协议能够均衡节点能耗，有效延长网络的生存期．     

基于证据理论加权融合的无线传感器网络路由算法

针对当前无线传感器网络路由算法存在数据传输成功率低、 网络时延长和丢包率高等缺陷, 为获得更优的数据传输结果, 提出一种基于证据理论加权融合 的无线传感器网络路由算法. 首先引入聚类分析算法对无线传感器网络进行分簇, 使簇首的分布更均匀, 解决簇首过于集中、 簇成员节点分配不合理的问题; 然后采用证据理论计算剩余能量、 节点间通信距离、通信能耗的权值, 并根据权值对每个节点的性能进行综合评价, 根据综合评价结果选择每个簇最合理的簇首; 最后与其他无线传感器网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 相对于对比算法, 该算法数据时延均值和丢包率均大幅度减少, 改善了数据传输成功率, 使节点之间的能耗更均衡, 延长了无线传感器网络的生存周期, 建立的无线传感器网络路由可靠性更高.     

A Switch Agent for Wireless Sensor Nodes with Dual Interfaces: Implementation and Evaluation

Data generation in wireless sensor networks could be bursty as it is dictated by the presence or absence of events of interest that generate these data. While conventional sensor nodes possessed only one radio interface, next generation sensor nodes are expected to have two (possibly more) radio interfaces, each with different ranges, capacities, and power consumptions. Equipping sensor nodes with dual radios has its own benefits and can be quite useful in handling bursty traffic while at the same time satisfying the application’s delivery requirements. In this paper, we propose an adaptive interface switch agent that intelligently selects the interface to be used for data transmission at a sensor node based on the data burst length or end-to-end delay while taking into consideration power consumption and throughput. The proposed work generalizes earlier works in this area to enable both the source nodes and intermediate data forwarding nodes to initiate the activation of high power radios so that they can be utilized to a higher degree for converge-cast communication. We have performed extensive simulations with sensor nodes containing both IEEE 802.15.4 and IEEE 802.11 compatible radios. Our simulation results indicate that the switch agent yields throughput, delay, and packet delivery ratio comparable to the higher bandwidth interface alone, without incurring much energy wastage.     

ZigBee技术在差动电容车辆载荷检测装置中的应用

针对差动电容车辆载荷检测装置有线数据传输存在的不足,设计了基于ZigBee技术的无线数据传输系统,实现了载荷检测数据的无线采集和传输.该系统采用差动式电容传感器作为车辆载荷检测传感器,采用STC89LE516AD单片机作为ZigBee网络终端节点的MCU,采用CC2430芯片作为无线收发装置,无线通信网络采用星形拓扑结构.     

基于非均匀分簇和最小能耗的无线传感网络路由算法

摘要：
簇头以多跳方式传输数据到网关时,靠近网关的簇头由于负担较多的转发任务而过早死亡,从而造成了“能量空洞”现象.文中提出了一种基于非均匀分簇的能量有效的无线传感网络路由算法（UCRA）.它包括非均匀分簇算法和最小能耗路由算法2部分.首先提出一种加权的非均匀分簇算法（WUCA）,在分簇时考虑了节点的选票和传输距离.在簇间通信时提出了最小能耗多跳路由算法.它利用位置信息计算最优转发簇头位置,从而指导下一跳簇头的选择.仿真结果表明,UCRA算法能很好地平衡网络能耗,延长网络生命周期.
关键词：
无线传感器网络; 非均匀分簇; 路由算法; 能量效率
中图分类号： TP 212.1
文献标志码： A