无线传感器网络能耗分析与策略研究

无线传感器网络技术得到了广泛应用,但是该技术一直受能量的制约,因此能量始终是无线传感器网络的核心问题。通过对传感器节点结构与网络体系的分析,得出了传感器网络的能耗特性。为了延长无线传感器网络的生命周期,对传感器节点工作能耗与传感网络能耗做了具体研究,再从低功耗节点设计、网络协议及环境中能量补给三个方面总结出了一套有效的节能策略。     

无线传感器网络中的路由能耗优化策略的研究

无线传感器网络由于受到实际通信环境的限制,传感节点在进行路由计算与数据转发时所需的电力能源主要由一次性电池供给。为了能够有效的节约节点上的路由能耗,提出了基于网络编码及动态功率控制优化策略,通过优化节点路由的数据转发次数和发射功率,减少了传感节点的路由能耗,延长了网络的生命周期。     

WSNs中优化移动信宿路径的数据收集算法

收集数据是部署无线传感网络(WSNs)的根本目的。采用移动信宿策略可有效缓解WSNs的能耗问题,信宿的移动路径是该策略的关键。为此,提出基于伪驻留点的数据收集(VRDC)算法。VRDC算法先依据驻留点规划信宿路径,再依据路径选择伪驻留点(VRPs)。VRPs可通过一跳直接向移动信宿传输数据,而其他的节点则将数据传输至最近的VRPs,进而减少传输跳数,降低能耗。仿真结果表明,提出的VRDC算法能有效降低能耗,并平衡节点间的能耗。     

基于Arduino控制的ZigBee无线传感网络节点分析

随着现代无线传感网络的飞速发展,传统无线传感网络节点的灵活性、可变度以及通用性均表现出不同程度的不足。因此,在现有无线传感网络节点的研究基础之上,可以结合新兴技术Arduino的开发优势及ZigBee无线通信技术的特点对提升无线传感网络节点的通用性、灵活性以及降低节点的成本和能耗开展研究。文章不仅从系统架构以及功能结构方面进行了优化设计,还尽可能降低无线传感网络节点的成本和功耗,具有一定实际的研究意义和价值。     

基于节能目标的无线传感网络MAC协议

针对多用户共享未授权频段背景下无线传感网络节点节能问题,结合IEEE802.15.4标准,提出了一种改进的 MAC 协议,用在 CTS 包中设置阈值的方法,将数据传输路径分段,段内节点通信采用Mao-heng Sun等提出的握手方式,段间相邻节点通信采用IEEE802.11握手方式.阈值可根据先验知识设定,从而调整分段长度,以适应不同的应用场景.仿真试验证明了该方法降低节点能耗的有效性.     

混合光无线传感网络节能路由算法优化

为解决混合光无线传感网络节点因自身能量耗尽而过早消亡的问题。结合改进的蚁群算法,对一般混合光无线传感网络节能路由算法进行优化。首先给出节能路由算法的假定条件,设置算法具体应用场景,然后构建混合光无线传感器网络通信能耗模型,最后从引入路径度量,改进前向蚂蚁和返回蚂蚁的信息素更新规则着手,提高传统蚁群算法收敛速度,以减少能量消耗,实现混合光无线传感网络节能路由算法优化。结果表明：与三种算法进行对比,所研究算法应用下,混合光无线传感网络节点消亡时间更晚,网络能量剩余更多,由此说明所研究算法能延长混合光无线传感网络使用寿命。     

基于邻居数量的自适应三维地理路由策略

在无线传感器网络中,由于传感节点自身携带的能量有限,以及部署规模大和所处应用环境的复杂性,致使节点一旦部署就难以补充能量或更换电池。因此,诸多节能传输策略的研究一直是该网络面临的重要挑战之一。本文结合无线网络能耗模型和邻居节点数量,提出了一种自适应的三维地理路由机制。     

WSNs中基于能效感知的任播路由

针对工作周期(DC)的无线传感网络(WSNs),研究人员试图利用任播技术降低传输时延和能耗,并进行了深入研究。为此,提出新的能效任播路由(EEAR)。相比现存的任播路由指标,EEAR路由引用新的任播路由指标,称为期望能耗(EEC)。利用EEC合理地选择转发节点集,进而最小化传输数据包的能耗。仿真结果表明,提出的EEAR协议降低了能耗,同时,也维持了合理的时延和高的数据包传递率。     

无线传感网络路由算法研究

随着信息技术的不断发展,无线传感网络的应用范围不断扩大。无线传感网络中的节点存在一定的能量约束,如何降低网络运行能耗,延长网络有效使用时间成为一项研究课题。本文给出了一种无线传感网络路由算法,构建了无线传感网络的应用模型,对节点的能耗进行了分析,给出了基于簇头的信息路由策略,并对簇头的动态更新理念进行了描述。本文方法丰富了无线传感网络路由研究,具有一定的参考价值与借鉴意义。     

基于CC2530的多元化信息节点设备能耗分析

如何有效利用能源是设计无线传感节点网最关键的问题之一,文章通过在仿真软件OMNeT++上建立无线传感节点网模型,对协调器的duty cycle值对网络的能耗和通信质量的影响进行了研究.     

基于ZigBee网络的教室节能智能控制系统

为解决学校照明电能浪费现状,设计了一种基于无线传感网络的节能智能控制系统。该系统由协调器节点、路由节点、终端节点组成,终端节点和路由节点负责统计教室的人数并测量光照强度,然后将数据封包后送至由CC2530组成的无线传感网络并最终到达协调器节点,协调器节点依据设定好的节能算法按需开启教室内的灯具。实验表明,该智能控制系统易于使用、经济可靠、节能环保、实现了“人走灯灭,降低能耗”的目的。     

能耗均衡的无线传感器网络的入侵检测机制

针对无线传感器网络中能量有限和安全问题,本文提出了一种基于能耗均衡的无线传感器的入侵检测机制.首先在无线传感器现有的分簇模型上划分若干Sector,然后在某些节点上部署IDS,提出入侵检测的算法,利用仿真验证了本文所提出的模型与算法,结果表明可使网络节点的能耗得到有效的降低,同时提高了检测错误数据和异常节点的准确率.     

无线传感器网络S-MAC协议分析

S-MAc协议是weiYe等人在IEEE802．儿协议的基础上,针对WSNs网络能量有效性而提出的一种专用于WSNs网络的节能协议。S-MAC协议主要使用三种新技术来减少能耗：节点周期性的休眠,邻节点形成虚拟簇在休眠制度上自同步,以及利用消息传递机制来发送长包,减少竞争反应时间。本文将对无线传感网络（WSNs）的节点能耗问题进行讨论,并对无线传感器网络MAc层节能协议进行分析。     

能耗均衡的无线传感网络不等环分层路由算法

针对无线传感器网络(Wireless Sensor Network,WSN)中邻近汇聚节点(sink)的传感节点负荷和能耗过载问题,基于整体网络能耗平衡目标,提出一种不等环的次优分层网络路由。在均匀分布的传感节点环境中,以sink为中心,按照拓扑距离进行分环多跳路由,理论推导了不等环半径,并考虑单跳能耗。实验分析仿真结果表明,该路由分层模型延长了网络生存周期,提高了节点利用效率,且达到网络内大部分节点能耗均衡的目标。     

无线传感网络移动分簇路由策略

无线传感网络(WSN)路由协议中,分簇路由具有拓扑管理方便、能量高效和数据融合简单等优点,成为当前重点研究的路由技术。通过研究各种环境下的移动传感器网络,有效地降低能耗则是研究移动无线传感器网络的重要目的之一。针对无线传感网络中移动性问题,基于LEACH协议,利用移动传感器网络中节点距离、速度和剩余能量等因素提出了能量高效的移动分簇路由算法。实验结果表明此算法能够较好地支持节点移动,从而降低网络能耗,延长网络生存时间。     

节点信息重要程度耦合能耗联合判断机制的WSN关键点裁决算法

针对现有的无线传感网络的关键点裁决过程中指标判定单一,判断过程复杂,难以改善区域内数据传输和汇聚性能的不足,提出节点信息重要程度耦合能耗联合判断机制的WSN关键点裁决算法。利用无线传感节点之间的层次关系,通过节点信息重要程度实现对节点与邻居节点的信息交互,获取该节点信息对整个网络关键程度的估计计算,并得到数字特征值;随后根据当前节点的能耗水平及节点与下层节点之间的关联,设计了能耗联合判断机制,结合数字特征值及节点发送数据的能耗增加量,最终获取关键点裁决因子,通过排序实现了传感网内关键点的准确判断。仿真实验表明,与当前WSN关键点裁决算法相比,该算法挖掘了更多的裁决关键点数量,降低了对网络运行的性能影响,其网络拥塞发生时间更低,网络数据汇聚带宽总利用率与稳定运行时间更高。     

基于802.15.4/ZigBee无线传感器网络节点的物理层设计

无线传感网络和ZigBee都是目前研究的热门对象.本文简要介绍了基于IEEE 802.15.4/ZigBee的无线传感网络的主要优势,重点介绍了基于IEEE 802.15.4/ZigBee的传感器节点模型以及可供选择的几款传输模块芯片,并给出了一个实际的节点设计方案.     

一种新型光纤光栅无线传感网络及路由设计

传统的光纤光栅传感网络具有灵活性低、移动性差等缺点.文章作者构建了一种新型的光纤光栅无线传感网络,该网络融合了无线通信和光纤光栅传感的优点.同时还设计了节点结构,并根据实际应用场景提出了该传感网络的路由协议--RT(路由选择表)协议.在NS2(Network Simulator)中,从分组投递率、时延和能耗等3方面与Flooding协议进行了比较分析,结果显示RT协议更适合该新型传感网络.     

无线传感网络布局的虚拟力导向微粒群优化策略

无线传感网络通常由固定传感节点和少量移动传感节点构成,动态无线传感网络布局优化有利于提高无线传感网络覆盖率和目标检测概率,是无线传感网络研究的关键问题之一.传统的虚拟力算法在优化过程中容易受固定传感节点的影响,无法实现全局优化.本文结合虚拟力算法和微粒群算法,提出一种面向无线传感网络布局的虚拟力导向微粒群优化策略.该策略通过无线传感节点间的虚拟力影响微粒群算法的速度更新过程,指导微粒进化,加快算法收敛.实验表明,虚拟力导向微粒群优化策略能快速有效地实现无线传感节点布局优化.与微粒群算法和虚拟力算法相比,虚拟力导向微粒群优化策略不仅网络覆盖率高,且收敛速度快,耗时少.     

带执行器节点的无线传感器网络系统研究

无线传感网络系统具有构造灵活、鲁棒性好、节能以及成本低等特点,因此,其受到越来越多的关注。另外,无线传感器节点体积很小,能量的供给就受到了很大的限制,因此为节点的硬件设计与能耗性能提出了很多新挑战。本文基于带执行器节点的无线网络的结构与特点分析该网络的协议设计。