无线传感器网络中视频传输系统的研究

介绍了一种基于S3C2440硬件平台和嵌八式Linux操作系统的远程视频传输系统的总体设计方案,阐述了系统的总体结构和各部分的实现并给出关键功能的软件买现方法。在系统中的视频处理采用MPEG-4压缩算法。该系统实现了802．11无线局域网的视频传输,与传统的视频监控系统比较,该方案具有体积小、成本低、稳定可靠等优点。     

基于数据相似度的无线传感器网络节点休眠调度策略

针对无线传感器网络中感知数据高度冗余、网络能量不均衡等问题,提出一种基于数据相似度的节点休眠调度策略(N3SDS)。N3SDS利用不同子周期采集的感知数据间的相似度构造模糊等价矩阵,根据节点邻居表与相似度阈值的聚类标 准进行聚类分析得到冗余节点,为避免感知盲区,针对冗余节点的不同聚类情况综合考虑节点的相对位置及剩余能量?进一步筛选出休眠节点并进行休眠调度,从而减少冗余数据收集。仿真结果表明,与ESSM和SSTBC相比N3SDS的网络寿命分别延长了28.2％和72.4％,数据准确度分别提高了5.4%和18.1%,有效地减少冗余数据收集,均衡节点能耗。     

基于无线传感器网络汇聚传输的两阶段实时调度算法

多对一的汇聚传输是无线传感器网络,特别是工业无线传感器网络中的一个典型的数据传输模式.针对具有星形和网状两层拓扑结构的工业无线传感器网络汇聚传输的实时性要求,分析簇-线型路由下完成汇聚传输所需时隙数和信道数的下限值,并基于理论值提出一种基于紧凑搜索的两阶段实时调度算法.仿真结果表明,存在最优的两阶段实时调度算法,且相比集中式调度算法,时间开销降低了6～8倍.报文开销降低了近2倍.     

无线传感器网络中的可靠传输研究

无线传感器网络是由大量微型传感器节点以自组织和多跳的方式构成的网络。它具有资源非常受限、无线通信链路质量不稳定和网络拓扑动态变化等诸多显著特点,与现有的互联网和其它无线网络存在较大差别,向可靠数据传输提出新的挑战和要求。针对无线传感器网络,本文探讨了设计可靠传输协议应考虑的因素,分析了两种可靠传输的实现机制,提出可靠传输协议的分类方法,并重点介绍近年来提出的典型可靠传输协议,最后指出将来的研究方向。     

基于无线传感器网络的传输距离控制方法

在传感器节点受到能量严重制约的情况下,如何合理地选择自适应拓扑变化的路由协议,有效地控制节点传输半径来提高系统的整体性能,成为当前无线传感器网络研究领域的热点问题之一.在基于RSSI测距技术的基础上,引入了3种传输距离控制策略,同时结合时延和能耗这两个指标,对3种传输策略进行了比较.仿真结果表明,动态选择传输半径可显著提高网络的整体性能,延长网络的生命周期,并减少节点能耗和传输时延.     

无线传感器网络数据融合协议比较

传感器网络由电池能量受限的节点组成,必须采用一种能量有效的方法收集节点感知的信息,如果每个节点都采用单跳方式将其感知的数据直接传输给汇聚节点,则与汇聚节点距离较远的节点能量将很快被耗尽。应用于无线传感器网络的LEACH协议提出了通过分簇实现数据融合的方法,簇头在接收到本簇成员的数据后进行融合处理,最终,将融合结果传输到汇聚节点。另一种应用数据融合的PEGASIS协议,是一种接近理想的基于链状的协议,它在LEACH协议的基础上做出了改进。在PEGASIS中,每个节点只与一个位置最近的邻居进行通信,并且,轮流传输数据到汇聚节点,然后,降低每一轮中的能量消耗。模拟结果表明:采用PEGASIS协议有效地延长了网络的生存时间。     

基于协作的无线传感器网络休眠调度算法

提出了一种新的保证覆盖的休眠调度协议CPSBC.该协议基于一种协作感知模型(CSM),与传统的圆盘感知模型和概率覆盖模型的不同之处在于,CSM充分利用了多个传感器节点的协作探测特性.基于CPSBC,对网络覆盖具有最小贡献的,同时休眠后并不影响原始覆盖的节点被调度进入休眠.理论证明和仿真试验表明,CPSBC协议能够以较少的能耗来保证原始网络覆盖率,从而达到较好的能量有效性.     

无线传感器网络中基于最小延时的数据汇集树构建与传输调度算法

无线传感器网络的数据通信模式问题是目前的研究热点,针对现有的无线传感器网络数据汇集算法延时较大这一不足,对最小延时数据汇集树和传输调度问题进行了研究。提出一种基于度约束的汇集树构建算法(DCAT)。该算法按照 BFS 方式遍历图,当遍历到每个节点时,通过确定哪些节点与汇点更近来确定潜在母节点集合。然后,选择图中度数最小的潜在母节点作为当前被遍历节点的母节点。此外,为了在给定的汇集树上进行高效地数据汇集,还提出两种新的基于贪婪的TDMA传输调度算法：WIRES-G 和 DCAT-Greedy。利用随机生成的不同规模的传感器网络,参照当前最新算法,对文中方法的性能进行了全面评估。结果表明,与当前最优算法相比,文中调度算法与文中汇集树构建算法结合起来,可显著降低数据汇集的延时。     

DRAD:一种基于异步休眠调度的无线传感器网络数据收集协议

数据收集是无线传感器网络的基本功能之一,被大量应用到环境监测。如何降低网络能耗、延长网络生命周期是环境监测中数据收集的首要问题。大多数应用都选择使用休眠调度,通过监听空闲侦听的时间来节省能量,而这通常是在MAC层进行。本文则在网络层路由中考虑休眠调度的影响,将路由和休眠调度综合起来考虑,提出了一种基于异步休眠调度的无线传感器网络数据收集协议DRAD。DRAD通过异步休眠调度避免了时间同步的消耗,节点只需维护与邻居节点间的时间差,通过顺带时间差修正机制解决时间偏移问题,降低了能量开销。实验用占空比来衡量系统能量消耗,结果显示DRAD可以稳定在预先设定的占空比,有效降低网络能耗,延长网络寿命。     

无线传感器网络数据中转器的设计

介绍了无线传感器网络数据中转器的工作原理和重要作用,提出了一种以32位ARM处理器LPC2148为核心的数据中转器的设计方案,详细介绍了数据中转器的软件设计、通信协议设计以及GPRS通信方式。该设计方案实时性强,稳定可靠。     

基于无线传感器网络的隧道照明控制系统

针对当前隧道照明控制系统在节能性和安全稳定性上的一些不足,设计了一种新的基于无线传感器网络的隧道照明控制系统,建立了系统的总体架构。系统以Zig Bee模块CC2530为无线传感器节点核心,将各节点采集的车流量和洞内亮度等信息处理后传输到远程监控计算机。对系统的电源电路、调试器电路、RS—232接口电路进行了设计,完成了相应的软件控制系统。软件仿真和数学分析表明:该系统能有效地控制光线的连续性,节能效果良好。     

输电线路在线监测WSNs优化部署研究

应用于输电线路在线监测的无线传感器网络(WSNs)通常呈长链型,存在跳数多、时延大的问题。引入具备无线公网通信模块的异构节点能够优化WSNs时延性能。考虑网络中传感器节点分布不均匀引起的数据分布不均匀这一普遍现象及其对时延的影响,建立了异构WSNs的最大时延模型;同时考虑网段划分和异构节点部署对时延的影响,提出了一种基于局部搜索思想的网络优化部署方法来优化网络时延。仿真结果表明:上述方法能有效降低网络最大时延,提高网络实时性。     

基于最小节点度的WSNs传输功率控制重编程协议

为了降低节点能耗,提高能量的利用率,提出了一种高效节能的基于最小节点度的传输功率控制(MND—TPC)重编程协议。该协议首先根据每个节点的剩余能量、最大的传输功率、节点度和链路质量来进行网络的初始化,然后分2个阶段完成数据传输。第一阶段通过节点密度、节点度和M度节点的百分比等产生传输范围的调整模型来构建高效的优化网络;第二阶段通过对节点之间发送功率和剩余能量的比较来筛选发送节点,以保证网络负载的均匀分布,有效地实现了高效节能,从而提高整个网络的生存周期。理论分析与实验结果表明:与多跳网络编程(MNP)协议在不同发送功率下相比,平均能量消耗至少降低35.48%。     

基于无线传感器网络的海水水质在线监测系统开发

针对海水水质现场采样监测问题的困难性,提出了一种利用无线传感器网络技术和计算机技术的在线监测方案。方案涵盖感知层、网络层和应用层,通过把现有的水质传感器连接到微控制器上,利用无线传输模块实现点区域的数据汇集,汇集数据通过GPRS模块接入互联网中,上位机服务器接收和处理数据并把结果存放到数据库中。方案对无线传感器网络的布设做了简单的介绍,给出了监测网络的数据传输存储流程,并对上位机服务器程序和海水水质数据库的建设做了详细介绍。方案通过实物搭建和实验验证了可行性。     

WSNs能量异构节点部署与区域覆盖优化

针对无线传感器网络（WSNs）的热点区域问题所导致的节点能量异构、能量空洞等问题,对网络进行重新部署以满足区域覆盖的要求。建立WSNs能量异构节点区域覆盖优化模型,以网络覆盖率为目标函数,节点位置作为决策变量,采用差分进化算法优化该目标,同时获得各节点的最佳位置。仿真实验表明：该模型能充分调度各节点的剩余能量,对热区问题导致的能量空洞进行重新部署,该策略能够延长网络的生命周期,提高网络的可靠性。     

基于协作传输的大范围WSNs能耗均衡分簇算法

由于大范围无线传感器网络（WSNs）节点的数量巨大,网络的能量消耗极不均,提出一种基于协作传输的分簇算法—EBBMCC—LS算法。该算法在保证网络均匀分簇的前提下,能保证网络中簇头节点的均匀分布,在簇间通信时加入协作传输策略,传感器节点之间通过协作传输构成虚拟多天线系统,改善系统性能,解决了大范围WSNs中的能耗不均现象。实验验证：该算法能够均衡大范围WSNs中的能耗,延长网络寿命,可促进大范围WSNs应用的推广。     

一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案

数据收集技术是无线传感器网络（WSNs）中的重要技术之一。针对无线传感器网络中存在恶意节点攻击可能造成数据包丢失,给出一种安全有效的无线传感器网络数据收集方案。该方案首先利用多路径路由和跟踪反馈机制构造出安全路径,然后再根据安全路径进行数据收集。性能分析结果表明：与基于随机分散路由的数据收集方案相比,所给方案可以大幅降低数据包被拦截率,具有更高的安全性。     

无线传感器网络中APIT--VP三维定位算法

在研究APIT—3D定位算法思想基础上,提出了一种改进的定位算法APIT—VP。新算法解决了APIT—3D算法在节点分布不均匀的情况下定位精度和定位覆盖率较低的问题;在一定程度上避免了PIT—3D测试中出现的OutToIn和InToOut误判错误;并且利用基于中垂面分割法代替原先的网格扫描算法,降低定位运算复杂度,减少能耗。仿真实验结果表明:在无线传感器网络环境理想、300个节点随机部署在100 m×100 m×100 m的三维区域情况下,APIT—VP算法定位覆盖率可达90%,定位误差控制在25%左右,并且与APIT—3D算法相比有效降低了计算复杂度。     

工业用高温无线传感器节点的设计

提出一种可用于工业中对高温环境下进行测温的的无线传感器网络（WSNs）节点的设计方案,该节点可通过补偿电路自由更换不同的温度探头,从而获得更准确的高温测量值。阐述了节点系统的硬件和软件实现,并介绍了该节点方案在现代陶瓷工业中的应用,实验证明了设计方案的可行性。     

基于无线传感器网络的应急气象观测系统设计

针对传统车载移动气象台在复杂地形中灵活性差和覆盖面积小的缺点,提出了一种基于无线传感器网络的应急气象观测系统。系统包括数据采集层和远程数据传输层,数据采集层实现了一种基于无线传感器网络的便携式气象观测节点,远程数据传输层实现了一种具有通用分组无线业务（GPRS）和北斗卫星通信模块的车载网关。测试结果表明：系统在应急气象观测中便于部署,可以有效扩大气象观测网络的覆盖面积,提高气象观测密度和精度,保证气象观测数据的稳定传输。