基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统

高压输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义.根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型异构无线传感器网络.子网为Zigbee网络,负责图像和标量数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输.设计了全参数高压输电线路监测系统,分析了设计和实现中的关键问题,如节点供电、传输距离、电磁兼容等.该系统具有可靠性高、可扩展性强、运行费用低等特点,尤其适合中国穿越偏远地区的高压输电线路的在线监测.     

大规模传感器网络随机睡眠调度节能机制

调度冗余节点轮流工作能有效延长网络寿命，然而现有的调度协议需要地理位置信息，引入了额外负载．研究随机睡眠的节点调度机制，给出了4种基于不同信息的随机调度模式并分析比较其性能．结果表明，根据邻居节点信息合理设置节点睡眠概率可以不同程度地减少工作节点个数和保证较高的网络覆盖率。     

传感器网络随机睡眠节点调度算法研究及实现

传感器网络是由大量形体较小、能源受限并且配置有计算能力和无线通信能力的传感器节点以Ad Hoc方式组成。传感器节点能源有限性、高密度配置的节点包冲突率高等问题使得节点调度成为必然。该文提出了一种基于动态邻居节点信息的随机睡眠调度机制，并将算法做成了一个可供重复使用的组件嵌入到TinyOS中。通过仿真实验，得到了验证。     

基于无线传感器网络的高压输电线路在线监测系统

高压输电线路在线监测系统对保障输电线路的安全运行具有重要意义。根据高压输电线路的布局和监测参数的特点,设计并实现了一种层次型异构无线传感器网络。子网为Zigbee网络,负责图像和标量数据的采集;骨干网为基于IEEE 802.11的多跳自组织网络,负责数据的远距离可靠传输。设计了全参数高压输电线路监测系统,分析了设计和实现中的关键问题,如节点供电、传输距离、电磁兼容等。该系统具有可靠性高、可扩展性强、运行费用低等特点,尤其适合中国穿越偏远地区的高压输电线路的在线监测。     

无线传感器网络中定位误差对覆盖控制算法的性能影响*

覆盖控制是无线传感器网络中的一个基本问题,其主要目的是在保证全覆盖要求的同时调度冗余节点轮流工作。为了找出冗余节点,当前的研究工作大都假定节点已经拥有精确的地理位置信息,但实际应用中节点是无法获取到精确的位置信息,为此,研究当节点位置信息存在误差时对覆盖控制算法的影响,分析了全覆盖控制算法的缺陷和失效的原因,并通过仿真研究了多种因素变化时的网络覆盖率变化规律。结果表明,在节点位置存在误差的情况下,网络覆盖率会随着误差率、网络区域、节点密度和感知半径的增加而降低。该结果为研究实用化的网络覆盖控制算法提供依据     

基于ZigBee的细粒度电量智能无线监控插座的设计

设计实现了一个基于ZigBee的家电能耗细粒度计量和控制的无线智能插座。该设备能实时监测家用电器的耗电量,多个设备可以组建无线传感器网络平台,并能通过该网络将所有电器的耗电数据收集到服务器中,进行智能决策,通过无线网络控制继电器开断电源,从而节约电能。     

一种大规模传感器网络节能数据发布协议

无线传感器网络的主要功能是实现数据发布,在接收到信息查询时能够以有效的方式传输给查询者.目前的数据发布方式通常基于洪泛机制查询信息,浪费了有限的能源.虽然一些最近的数据发布协议从不同程度上解决了这一问题,但不能保证查询成功率.基于圆形节点分布网络模型提出了一种既能减少能源消耗,又能提高成功率的数据发布模式--直径-弦模式DCS(diameter-chord scheme).该模式利用了每个圆的弦都存在一个直径与之垂直相交的性质.在此基础上提出了Two-Phase协议.它在信息查询时分成两个工作方式不同的阶段进行,在第1段查询不中时触发第2段查找.为了减少Two-Phase的延迟,提出了基于优先级和概率转发两种解决方法.理论分析和实验结果都表明,所提出的数据发布协议具有较好的性能.     

传感器网络中具有负载平衡的移动协助数据收集模式

数据收集是无线传感器网络的一个基本功能.然而,现有的数据收集模式大都是基于静止基站的网络结构,导致基站周围的节点由于担负着网络内的所有负载而快速死亡,成为网络性能的瓶颈.研究如何利用移动基站收集数据来达到负载平衡.提出了一个利用移动基站协助数据收集的模式(movement-assisted data gathering,简称MADG),它将基站移动区域设置为缓冲区,首先将数据沿最短路径传输到缓冲区内,然后在基站移动的过程中进行数据收集.证明了缓冲区位置设置在距离中心时数据传输总能耗最少,并证明了存在一个缓冲区位置使得最大节点负载最小化,进而确定了同时考虑到能源消耗和负载平衡的基站移动区域.理论分析和实验结果表明,提出的数据收集模式在很大程度上降低了网络节点的最大负载,并且减少了数据传输能源中的消耗,分别比固定基站和同类工作的最大网络负载降低95%和80%以上.     

基于无线传感器网络的细粒度电器能耗计量系统

自然能源保护和节省是当前人们所关注的一个热点,引发很多研究人员开发和设计相应的节能技术.电能的利用在家庭和商业中占有重要比例,因此如何提高电能的利用率具有重要意义,其中一个关键问题是需要找出电能消耗详细信息.然而,在当前的电能统计方法中,无法获取每台电器用电的详细数据.本文基于无线传感器网络技术开发一套电器能耗细粒度统计平台,包括电能采集节点、电能数据传输网络和存储与可视化等部分,能够统计出每一单个电器的当前总的能耗、过去任意时段能耗,为未来实时电价提供有力工具.同时,基于该系统亦可对用户用电行为规律进行分析.     

基于线性异构无线传感器网络的协同可靠数据传输

大量无线传感器应用具有线性网络拓扑结构.结合高压输电线路监控系统的层次型异构无线传感器网络架构,提出了骨干网和子网协作进行可靠数据传输,以解决线性拓扑结构的单点失效问题.设计了骨干网节点自适应功率调整机制和传感器节点自动子网切换机制,并在含9个骨干网节点的实验床上实现和性能验证.实验结果表明所提可靠数据传输机制能解决单点失效问题,并能有效改善网络性能.