以传感器为视点的无线传感器网络节点设计趋势综述

无线传感器网络节点是无线传感器网络组成的基本单元,节点的软硬件设计在整个无线传感器网络的构建中举足轻重.在研究了大量无线传感器网络节点的基础上,对节点模型结构进行了分析,在讨论模型中各模块相互关系的同时,重点讨论了传感器模块与其它模块关系,综述了无线传感器网络节点的发展情况,预测了未来节点发展的趋势.     

一种无线传感器网络自适应休眠算法的研究

降低无线传感器网络的能耗一直是迫切解决的问题。通过对无线传感器网络节点能耗分布情况的研究,发现对无线传感器网络节点休眠,可以减少节点收发能耗。针对降低无线传感器网络节点能耗的问题,文中基于多因素、多层次的层次分析法,设计了一种无线传感器网络自适应休眠算法(AHP休眠算法)。实验表明该算法依据信息采集需求和节点剩余能量自适应控制网络节点的休眠和收发,与传统的RS休眠和定时休眠算法对比,提高了节点能量的利用率,延长网络生命期。     

一种无线传感器网络自适应休眠算法的研究

降低无线传感器网络的能耗一直是迫切解决的问题,通过对无线传感器网络节点能耗分布情况的研究,发现对无线传感器网络节点休眠,可以减少节点收发能耗。针对降低无线传感器网络节点能耗的问题,本文基于多因素、多层次的层次分析法,设计了一种无线传感器网络自适应休眠算法（AHP休眠算法）。实验表明该算法依据信息采集需求和节点剩余能量自适应控制网络节点的休眠和收发,与传统的RS休眠[1][2]和定时休眠算法[3]对比,提高了节点能量的利用率,延长网络生命期。     

无线传感器网络节点实现模型

无线传感器网络是集成了嵌入系统、无线通信、分布计算、检测技术,由大量无线微型传感器节点组成的新型网络。无线传感器网络节点是构成无线传感器网络的基础。分析了无线传感网络节点的信号处理过程,对比研究了基于微处理器和基于现代信号处理在系统可编程的两种无线传感网络节点的实现模型。采用现代可编程实现的无线传感网络节点模型体积小、功耗低、速度快。基于微处理器的节点具有极大的灵活性。     

用于大坝安全监测的长距离WSNs节点设计

针对大坝安全监测的需求,结合无线传感器网络的特点,设计了一种基于JN5139无线射频模块的用于大坝安全监测的无线传感器网络节点。简要介绍了无线传感器网络的典型网络结构,重点描述了无线传感器网络节点的硬件和软件设计,并通过在野外环境下搭建簇—树型网络,对传感器网络进行测试。实验结果表明节点数据采集准确,传输可靠。     

无线传感器网络节点实现模型

无线传感器网络是集成了嵌入系统、无线通信、分布计算、检测技术，由大量无线微型传感器节点组成的新型网络。无线传感器网络节点是构成无线传感器网络的基础。分析了无线传感网络节点的信号处理过程，对比研究了基于微处理器和基于现代信号处理在系统可编程的两种无线传感网络节点的实现模型。采用现代可编程实现的无线传感网络节点模型体积小、功耗低、速度快。基于微处理器的节点具有极大的灵活性。     

基于分层架构的无线传感器网络节点编号分配算法

近年来,随着计算技术、网络技术和感知技术的发展,无线传感器网络也迎来了飞速发展。无线传感器网络不同于传统网络,多为专用网络,面向具体应用;并且网络中节点上的资源有限,所以传统网络的IP地址分配的方式不适合作为无线传感器网络中节点的全局唯一编号。针对无线传感器网络节点编号的分配问题,本文提出了一种分层式的无线传感器网络节点编号分配方案。在提出的方案中,网络中存在一个全局的编号分配中心服务器,同时存在若干个局部编号分配点,全局中心服务器和局部分配点共同完成无线传感器网络中节点编号的分配任务。这种分层式节点编号的分配方式减少了网络维护的代价,增强了网络的可扩展性,提高了无线传感器网络的可用性。     

一种改进的DFD无线传感器网络节点故障诊断算法研究

无线传感器网络是远程分布式环境监测的重要手段。节点故障诊断作为无线传感器网络的关键技术之一,是无线传感器网络大多应用领域不可或缺的环节。DFD算法是一种可应用于无线传感器网络的节点故障诊断算法,通过网络内邻居节点间的数据交换和相互测试诊断出故障节点。对DFD算法的诊断判据进行了修改,提出了改进的DFD算法。仿真结果表明,改进的DFD算法能适用于待诊断节点的邻居节点数较少、节点故障率较高的传感器网络,且大大提高了故障诊断精度。     

自适应半径调整的无线传感器网络覆盖算法

针对随机分布的无线传感器网络中节点分布不均匀造成的覆盖冗余,以及同时存在的覆盖空洞,提出了一种自适应半径调整无线传感器网络覆盖算法,通过阈值判断监测区域内传感器节点密度,根据监测区域内传感器节点疏密程度,利用节点半径步长系数对监测区域内节点半径进行自适应调整,建立无线传感器节点发射功率与节点发射半径的模型,计算无线传感器发射功率,通过实验和仿真,表明上述方法能够保证网络覆盖率的基础上减少无线传感器网络总功耗,提高网络寿命.     

无线传感器网络节点的状态分析及Agent建模

为独立于内部结构和具体实现来理解和分析无线传感器网络节点的自治工作机制,分析了无线传感器网络节点的各种工作状态和自组织特性,建立了一种面向无线传感器网络节点的Agent类元模型。该元模型在Agent BDI模型基础上,扩展AUML Agent类图,引入符合无线传感器网络特性的Mental、Role和Protocol等模型元素来描述无线传感器网络节点的静态结构。实例分析表明,结合节点工作状态,Agent类元模型为无线传感器网络节点体系的研究提供了良好的可视化建模基础和分析工具。     

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.     

医院无线网络信息节点安全性度量方法研究

为了提高医院无线网络信息节点安全性,确保医院无线网络通信的畅通,提出一种基于传感器量化融合跟踪检测的医院无线网络信息节点安全性度量方法。构建医院无线网络信息节点的自适应转发控制模型,采用节点剩余能量融合识别方法进行节点的自适应调度,在物联网环境下实现医院无线网络信息节点的优化定位部署,构建节点的路由探测协议,利用医院无线网络信息节点自身的存活度进行无线传感网络模式下的节点转发链路均衡处理,采用传感器量化融合跟踪测试方法实现医院无线网络信息节点的安全性度量。仿真测试结果表明,采用该方法进行医院无线网络信息节点安全性度量的准确性较高,节点的能量开销较小,提高了节点数据转发的准确率。     

基于物联网的智能家居远程无线监控系统设计

基于ARM920T内核的S3C2440、嵌入式Web服务、QT技术、无线组网技术,设计了智能家居监控系统,系统由智能家居主机、ZigBee/Wi-Fi无线传感控制网络、智能家居客户端软件组成。系统完成了智能家居主机的硬件和软件设计：在ARM平台上移植嵌入式Linux操作系统;使用gSOAP工具建立嵌入式Web服务;配置USB转串口驱动、无线Wi-Fi网卡驱动;组建ZigBee无线传感控制网络,完成对协调器节点以及终端节点的程序设计,制定了数据通信协议;使用QT技术设计客户端程序。最后,重点测试ZigBee网络的建立、终端节点入网和传感器节点数据传输。测试结果表明网络中的传感器节点能够将检测的信息传送到协调器中,智能家居客户端软件能够通过智能家居主机完成对家居环境的远程监测和控制。     

Active node determination for correlated data gathering in wireless sensor networks

In wireless sensor network applications where data gathered by different sensor nodes is correlated, not all sensor nodes need to be active for the wireless sensor network to be functional. Given that the sensor nodes that are selected as active form a connected wireless network, the inactive sensor nodes can be turned off. Allowing some sensor nodes to be active and some sensor nodes inactive interchangably during the lifecycle of the application helps the wireless sensor network to have a longer lifetime. The problem of determining a set of active sensor nodes in a correlated data environment for a fully operational wireless sensor network can be formulated as an instance of the connected correlation-dominating set problem. In this work, our contribution is twofold; we propose an effective and runtime-efficient iterative improvement heuristic to solve the active sensor node determination problem, and a benefit function that aims to minimize the number of active sensor nodes while maximizing the residual energy levels of the selected active sensor nodes. Extensive simulations we performed show that the proposed approach achieves a good performance in terms of both network lifetime and runtime efficiency.     

面向矿井监测的无线传感器网络节点的分析与设计

针对矿井下复杂的环境,分析设计了一种适用于井下的无线传感器网络节点,监测井下瓦斯浓度、温湿度、坑壁压力和粉尘等数据.鉴于节点定位在矿井抢险救灾中的重要作用,详细描述了如何使用DV-Hop算法进行节点定位.最后讨论了井下传感器网络节点的能量问题,并从节点的覆盖范围、数据传输和数据聚合三个方面进行了分析,给予了适当的解决方法.     

无线传感器网络发展现状研究

无线传感器网络有着广泛的实际应用.近年来出现的体积小、价格便宜并带有智能处理能力的传感器节点,使得可以用大量的传感器节点构建无线通信网络,完成指定的任务.本文首先介绍了无线传感器网络近年来在各个领域的应用以及取得的成果,回顾了有关无线传感器网络几项关键技术的发展现状,同时展望了关键技术的几个未来发展方向.     

一种基于顺序博弈的UWSNs覆盖控制算法

近年来,人们对海洋资源愈加重视,水下无线传感器网络在海洋数据监测、海洋军事、辅助导航等方面的应用引起了广泛关注。一个良好的水下无线传感器网络覆盖控制,首先能够降低覆盖冗余,优化网络空间资源的配置;其次可以减少节点的能耗、降低网络的成本并延长节点的生命周期,使水下无线传感器网络可以更好地完成目标水域环境感知任务。提出了一种基于顺序博弈的水下无线传感器网络覆盖控制方法,用于优化水下无线传感器网络的覆盖控制,期望能够降低节点的能耗,均衡节点之间的能量,最终实现延长网络的生命周期的目标。仿真实验表明,该算法能够提高网络覆盖率和延长网络生命周期。     

井下实时监控无线传感器网络节点的设计与实现

针对煤矿井下环境在线监测的要求,提出了一种井下实时监控无线传感器网络节点的设计方法,详细介绍了无线传感器网络节点的硬件组成和软件设计。该节点通过微控制器和无线传输模块实时采集、处理、传输井下工作面的瓦斯浓度、CO浓度、温度、湿度等数据。测试结果表明,该节点控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线网络传输。     

无线传感器网络便携式用户接口的设计与实现

重点考察无线传感器网络的人机交互问题,设计并实现了一种基于手持移动设备的无线传感器网络用户接口,以方便人们对传感器网络节点的灵活访问与控制。该用户接口搭建于Pocket PC平台,通过蓝牙与汇聚节点进行双向通信,从而实现对整个无线传感器网络系统的监控。用户可以通过便携式接口现场采集与处理传感器网络节点的数据,同时也可以发送指令对汇聚节点和普通节点进行各种设置。演示实验结果验证了该接口系统的可行性与有效性。