水声无线传感网中延迟敏感应用的跨层方案

在能量受限的水声无线传感网络中,为了满足不同业务的通信质量,提出了一个分布式的跨层方案,综合考虑传输层、网络层、物理层因素,延迟容忍的用户在传输层进行流量控制,并根据当前信道状态和网络层队列,通过Lyapunov优化和发射功率控制来进行资源分配,以保持整个网络队列稳定,满足网络公平性.仿真结果表明,此方案在满足延迟敏感用户服务质量(QoS)的同时,能够最大化延迟容忍用户的数量.     

无线传感网中多重绕射的UTD-PO方法研究

针对无线传感网中超宽带信号的多重绕射传播特性,提出一种利用时域一致性绕射理论(UTD)和物理光学(PO)的方法。该方法利用一组简单的递推关系来代替一致性绕射理论中复杂的斜率绕射项,从而提供了一种简化的基于时域一致性绕射理论的多重绕射分析方法。利用上述方法推导了著名的Bertoni模型的时域冲激响应,利用卷积运算可以简便地预测无线传感网中超宽带信号的多重绕射传播特性。数值结果表明,这种基于时域UTD-PO的分析方法不仅能够用来准确地分析多重绕射模型而且还能够明显提高运算效率。     

基于几何聚类映射采样机制的无线传感网超宽带传输算法

为解决无线传感网超宽带传输领域存在的传输性能不高、拥塞控制能力较差等不足,提出了一种基于几何聚类映射采样机制的无线传感网超宽带传输算法。首先,根据无线传感网信道存在的频率干涉特性,采取并发正交传输及周期采样方式对传输数据予以正交处理,以增强节点及链路的网络传输性能,提升超宽带传输质量;随后,基于能量估测机制提出了功率阈值稳定方法,利用最低功率模型对运行不稳定的节点及时进行休眠处理,降低因节点失效而导致数据拥塞的概率,以改善网络的拥塞控制性能。仿真实验结果表明：与当前无线传感网超宽带传输领域常用的基于NMF和2-SVD-QR混合矩阵分解的WSN优化传输算法和基于SWIPT机制的WSN节能传输算法相比,所提算法具有网络传输带宽较高及累计拥塞发生频次较低的特点,实际部署价值较高。     

浅谈无线传感网与物联网的关系

在物联网概念如日中天的今天,无线传感网和物联网常常被人们与物联网纠结到一起,并且很难进行区分．在很多对物联网或是对无线传感网的名词解释中无线传感网就是物联网,在仔细的研究后并非如此．本文将对无线传感网与物联网的关系、区别及应用情况进行深入的研究．     

基于功率控制的带状无线传感网连通性

无线传感器网络节点能量有限,网络生存周期受限,这使得功率控制成为研究的热点.在带状拓扑情况下,离汇聚节点近的节点数据转发量大,能量消耗也快,成为网络的瓶颈.该文主要研究一种改进的功率控制算法,在增加瓶颈节点的生存时间的同时,保证上行数据传输的连通性和扩展下行数据传输功能,优化整个网络的性能.     

基于信息熵的无线传感网入侵检测遗传算法

无线传感网作为正在兴起的物联网的基础设施,在快速发展的同时却面临着多种信息安全风险。提出了一种基于信息熵的无线传感网入侵检测遗传算法,将信息熵和遗传算法应用于检测过程所用比对库的训练,采用异常检测和特征检测结合方法进行入侵检测。仿真实验结果表明,该算法能快速地生成比对库,在入侵检测过程中的收敛性和精确度都有明显改善,其对入侵的检测率高于99．5％,误检率低于0．5％。     

用于无线传感网的低功耗集成电路技术

在传统集成电路(IC)的低功耗设计方法基础上,提出3种低功耗技术,并实现无线传感网传感器节点,作为实例验证。在系统级,提出联合编译技术的优化策略以及为无线传感网提供特殊低功耗模式的硬件架构。在电路级,基于集成电路算子设计方法学,考虑到在算法映射阶段时钟布局,提出时钟算子。以上技术均通过一个无线传感网传感器节点的低功耗设计实例来验证。测试结果显示,使用新提出的3种方法,在深度睡眠模式下,传感器节点芯片功耗为167μW,板级功耗可以达到1.035 mW。     

基于移动传感网的煤矿安全生产监控系统

本文在分析现有煤矿安全生产监控系统优缺点的基础上,提出了一种将无线传感器放置在移动矿工身上进行煤矿生产监控的系统,分析了系统软硬件的架构。     

无线传感网路径选择机制研究

作者在基于能量消耗分析和蚁群算法的基础理论指导下,针对无线传感网路径选择优化问题,进行了深入的理论、方法与模型的研究工作.主要步骤为:首先根据节点剩余能量确定成员节点当选为簇首节点的概率;其次根据成员节点距离簇首节点最近的原则进行分簇;最后确定簇内汇聚节点aggregator进行数据融合处理,确定信息发送节点,通过多跳路由方式给Sink传输数据,然后借助蚁群算法进行路径优化分析研究,通过仿真实验表明,该方法较常规方法有了很大的改进和效果.     

基于无线传感网压缩机远程监测与故障诊断系统

设计了一个基于无线传感网技术的压缩机远程监测和故障诊断系统,介绍了系统的基本功能,描述了系统开发平台的硬件、软件的组成和远程数据通信的实现。应用实例表明,该系统具有低成本、高可靠性和适应复杂环境等优点。     

无线传感网中基于压缩感知的高效数据传输方案

传统的无线传感网技术中,数据源节点将采集到的原始数据序列直接传送给中间转发节点进行处理,因此当需采集的数据序列很长或者数据源节点的数目很多时中间转发节点需处理的数据量非常大。为此,基于近年来发展迅速的压缩感知理论,本文将压缩感知技术应用于无线传感网,提出一种新型高效的数据采集传输方案。采用系统所需存储转发寄存器的容量、节点耗能、时延来衡量无线传感网的网络性能。仿真结果表明,压缩感知理论可在近乎完美地重建信号的前提下有效地减少处理的数据量进而降低对硬件的要求并改善无线传感网网络性能。     

基于方差齐性检验的无线传感网火灾监测

为了提高火灾监测的精确度和预警的及时性,提出基于无线传感网采集数据的方差齐性检验算法。假设无线传感网中各个簇内数据服从正态分布,根据χ2分布检验算法将各个簇的方差进行假设检验,若各个簇的方差相等,则被监测环境正常;若不完全相等,则表明出现了火灾异常数据,通过F分布的方差检验法将相邻簇的方差排序,依次与最小方差进行比较,找到异常簇,从而实现火灾发生区域的定位,提取出异常簇的温度最大值并报警。仿真实验表明,该算法能够及时反映被监测环境的温度变化,同时能精确定位并根据火灾发生的不同时期给予不同的预警或报警。     

基于ZigBee无线传感网的自寻径机器人系统研究

针对自寻径机器人在各个领域中的广泛应用,对基于无线传感网的机器人自寻径系统作进一步研究具有重要的现实意义.本文设计了一种基于ZigBee无线传感网的自寻径机器人系统,系统采用FFD完整功能节点组成无线传感网,并在此硬件基础上采用改进的RSSI算法对机器人进行定位,同时采用蚁群算法对机器人的坐标参数进行处理,形成在无线传感网中传输的路由信号包,实现全范围内的路由搜寻,以此对机器人行动路径进行指引,从而实现机器人的自寻径.     

基于Zigbee-WiFi的异构无线传感网实时数据融合机制研究

研究了IEEE 802.15.4 Zigbee协议及IEEE 802.11b WiFi协议,基于Zigbee-WiFi的媒体接入控制层(MAC),设计了一种具有Zigbee与WiFi协议转换的网桥,同时引入数据重组转发的概念,实现了Zigbee无线传感网与WiFi传输通信的异构融合.仿真结果表明,融合的网络的服务质量相对于非异构网络有很大提高.     

无线Mesh网络饱和状态下数据包传输延迟模型

建立了无线Mesh网络中Mesh路由器节点到网关节点的饱和数据流的包传输延迟模型.将整个无线Mesh网络中的节点按距网关的跳教进行分层归类,建立了IEEE802.11 DCF的饱和状态下多跳网络的退避时间模型.通过分析各层节点的实际包到达率和平均服务时间,建立M/G/1的排队系统模型,从而准确地分析了无线Mesh网络中饱和状态下的数据包传输延迟,同时,利用网络仿真器NS2进行仿真.仿真结果表明,仿真结果与模型分析结果基本吻合.     

无线传感网中一种基于多信道节能机制

无线传感网是当前物联网技术研究的热点,无线传感网中如何对能耗进行控制以延长网络的生存时间又成为其中最受关注的问题.为了实现能耗的有效控制,通过对能耗模型的研究和建立,研究提出了一种基于多信道无线传感网的节能机制.它基于非坚持CSMA协议,是通过对非坚持CSMA协议中退避过程的控制和对物理层调制阶数的控制来达到控制能耗目的.同时结合多信道无线传感网中可使用多个信道的特点,建立的节能机制加入可用信道数量来共同分析和处理.最后仿真试验验证了文中提出的机制具有提升能耗效率的效果.     

基于遗传算法的无线传感网PEGASIS算法的改进

由于无线传感器网络节点能量的限制,所以采用的路由协议必须节约能量,以提高网络的生存时间.基于PEGASIS算法,对其链的形成采用遗传算法改进,减少了传输距离.鉴于发送数据时消耗的能量与传输距离的平方成正比,因此尽量形成1条距离的平方和最短的链,并根据能量进行簇头选择,平衡各节点的能耗.结果表明,第1个死亡节点的存活时间为原PEGASIS算法的1.5倍以上,半数节点的存活时间得到改善,而且能耗更加均衡,提高了整个网络的生存时间等性能指标.     

基于Zigbee无线传感网的量子通信路由协议的研究

该文将无线传感网Zigbee技术与量子通信结合,在ZBR(ZigBee Routing)路由算法基础上,提出针对量子通信改进的QZBR(Quantum-ZigBee Routing)协议,阐述了实现量子信道建立和量子信息传输的具体过程。QZBR改进协议在路由选择中融入了量子纠缠粒子对数的度量,采用反向同步法在路由发现后进行反向路由建立时同步建立量子信道,达到提高效率、减少控制消息数量和缩减量子信道建立时间的目的。     

无线传感网的生存时间最大化算法

介绍了生存时间最大化问题的背景、度量方法和研究热点,着重探讨了生存时间最大化算法的模型假设、约束条件和典型优化模型,介绍了优化模型的分解和求解方法,最后分析了算法面临的挑战。总之,无线传感网的生存时间最大化算法是当前研究的热点,存在较多需要解决的问题,其研究具有一定的理论意义和应用价值。     

多跳延时保障无线传感网MAC协议研究

针对设计多级簇树拓扑结构的无线传感网MAC协议时,存在不同层级设备之间交互时段冲突和网络多跳转发延时过大的问题,提出一种组合超帧调度协议.通过构建基于超帧单元的组合调度超帧及设计信标时隙分配与冲突解决机制,保证多级设备交互时段的无冲突协调分配;通过增加各级设备在调度周期中的交互时段和设计保障时隙及时预约机制,减少多跳传输带来的网络传输延时.理论分析和仿真结果均表明:在增加可接受的能耗开销前提下,提出的MAC协议的多跳传输延时能降低至IEEE 802.15.4标准MAC规范的1/4以下,并且随着跳数的增加,传输延时的降低效果更为明显.