基于Modbus协议的无线传感器网络网关设计

针对异构网络通信协议的融合问题,设计了一种无线传感器网络网关.网关通过Wi-Fi接入公共网络,采用ZigBee、蓝牙、Wi-Fi三种无线通信技术组建感知网络,以实现用户远程访问和控制传感器网络节点的功能.提出以Modbus协议规范作为不同类型网络间应用层协议转换的统一标准,屏蔽了异构网络通信协议数据格式的差异,改善了网关的可扩展性.在以ARM处理器为核心的硬件平台上,运用嵌入式编程实现网关功能.经测试,无线传感器网络网关运行稳定高效,满足多数应用场合的实时性要求.     

基于虚拟网格的无线传感器网络高可靠性路由

为了得到能量高效、具有高可靠性的数据通信链路,在比较几种不同通信方案的链路可靠性的基础上,提出了一种基于虚拟网格单元的高可靠性路由算法(grid-based high reliability routing,简称GHRR).算法为每个网格及其簇头节点分配一个虚拟ID,节点根据该ID自主选择其多个下一跳头节点,使数据的多个拷贝在朝向sink方向上交错传播,从而提高数据传输的可靠性.通过分析及仿真进一步表明,算法提高了路由的可靠性,并具有更小的时间延迟.     

基于虚拟栅格的无线传感器网络路由协议

提出一种基于虚拟栅格的分簇路由协议.在本协议中汇聚节点动态、随机地建立虚拟栅格,同时形成簇结构;并依据剩余能量以及簇的整体能量消耗选择簇头.本协议不但减少了控制信息和冗余信息,而且均衡了传感器节点的能量消耗.仿真的结果表明本协议是能量有效、可扩展的无线传感器路由协议.     

虚拟MIMO无线传感器网络的传输模式

无线传感器网络(wirelesssensor networks,WSN)是由大量低成本、低功耗、具备感知能力、计算能力和无线通信能力的微型传感器节点通过自组织方式构成的网络。多入多出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术是指在发送端和接收端采用多天线,MIMO技术可在不增加频谱资源和天线发送功率的情况下,成倍地提高信道容量,是新一代移动通信系统采用的关键技术。将虚拟MIMO技术引入无线传感器网络,可以利用MIMO技术带来的分集增益,增加接收端信号的信号强度,通过分集来克服信道衰落的影响;也可以利用MIMO技术提供的复用增益,提高信息速率,大大改善网络的能耗特性。本文介绍了虚拟MIMO技术在无线传感器网络中的应用,针对中小规模传感器网络,设计了一种基于分簇的能量高效协作式虚拟MIMO传输模式。并对虚拟MIMO无线传感器网络的能效性进行了分析,最后总结了研究的关键问题以及未来的发展趋势和研究方向。     

无线传感器网络网关研究

介绍了无线传感器网络网关的软件、硬件设计要点。基于CC1010的RF接口实现与无线传感器网络的通信，基于SIM100E的GPRS接口实现了与互联网之间的TCP/IP连接，无线传感器网关实现了与外部网络的可靠连接。     

基于工业自动化的无线传感器网络的开发

提出了一种适合工业自动化的无线传感器的网络结构,设计了无线传感器网络的终端节点模块以及工业现场常用的二次仪表的通信问题,实现了工业无线网络和有线网络的灵活配置、网关节点的开发,解决了无线传感器网关节点与上位机之间关键的可靠通信问题,并开发了上位机的监控组态软件,实验结果证实了提出的方法是有效的.     

基于虚拟节点的BP无线传感器网络定位算法

无线传感器网络中节点的准确定位是网络应用的支撑技术之一.针对网络中锚节点比例因素,提出了基于BP神经网络的次锚节点的定位算法,虚拟地增加网络中用于定位的锚节点的个数,并提出了引人虚拟节点的方法寻求较佳的次锚节点,从而提高了定位精度.该方法不依赖于节点间的距离,并利用了神经网络的并行性,因而算法简便快速,硬件结构实现简单.仿真结果证明了利用虚拟节点确定次锚节点的有效性,同时表明BP神经网络定位算法和次锚节点的引人可大大提高网络未知节点的定位精度,减少无线传感器网络的成本.     

基于无线传感器网络的在线分析系统设计

结合无线传感网络通信技术,设计并实现了以无线传感器网络为数据传输和故障诊断平台的在线分析系统,能有效地解决传统分析仪器系统实时性差、数据传输单一、维护成本高等问题。该设计可以通过Zig Bee无线通信技术对工业现场在线分析仪器仪表的过程数据进行实时采集、传输和处理,同时可将数据通过GSM/GPRS网络向远程数据管理中心进行传输。给出了设计的整体框架,叙述了软、硬件和数据协议的设计方法。经实验测试,该设计性能稳定,能够实时准确地发送在线分析仪器的工作状态、故障表象等信息,可广泛应用于工业生产等领域,尤其在在线分析仪器系统中具有很高的实用价值。     

基于虚拟力的无线传感器网络地理位置路由算法*

通过引入虚拟力导向的节点移动方式改进了GAF路由算法,提出了一种新的基于虚拟力的无线传感器网络地理位置路由算法。算法通过计算节点之间以及节点与边界之间的虚拟力,引导移动节点移动到新位置;同时,利用计算得到的节点移动前后的位置信息改进了节点休眠机制,能够在节点移动后适时地唤醒其他节点。仿真实验结果表明,该算法能有效提高网络覆盖率、平衡节点能量消耗,并显著延长网络生命时间。     

无线传感器网络中基于链的虚拟MIMO策略

无线传感器网络能量受限,策略应尽可能地减少能量消耗,以延长网络寿命。提出一种基于链的能量高效的虚拟MIMO传输策略,对该传输策略进行能耗和时延建模,确定最优的虚拟MIMO链的个数、协作节点个数以及传输速率等网络通信参数。仿真结果表明,即使考虑到电路能耗和信道训练开销,该传输策略也能有效节省能量,提高网络生命期,同时降低时延。     

Data forwarding based on sensor device constraints in wireless multimedia sensor networks

A variety of data forwarding schemes have been proposed for wireless multimedia sensor networks where energy awareness and reliability are essential design issues. This paper proposes a data forwarding mechanism based on sensor device constraints in wireless multimedia sensor networks. A dynamic path cost function is defined considering the constraints and characteristics of wireless multimedia sensor networks. The cost function is applied to ZigBee mesh routing, and the performance of the proposed method is evaluated using a QualNet network simulator.     

基于无线传感器网络的手持式校准器

设计了基于无线传感网络自动气象站的手持式校准器,主要包括ZigBee协议栈处理器为核心的无线传输功能模块、单片计算机、液晶显示模块、NANDFlash存储器、时钟电路等。详细介绍了手持式校准器的软硬件设计方法,实现了对无线传感网络自动气象站的被校准传感器所发送数据的无线接收、显示和存储,通过与标准器读数比对并发送校准命令来校准现场传感器的零点及满量程,同时发送打印数据给无线打印机,实现校准结果的无线打印。     

基于无线传感网络的噪声测试系统

为了解决噪声的长期、在线测试,设计了一个基于无线传感网络的噪声测试系统,可实现噪声数据的多点在线采集和实时处理。噪声数据可在无人值守的测试节点获得,并通过无线传感网络传送至数据中心。数据经过处理计算后,将给出各类特征数据和数据曲线。经过调试完成的系统是一套完整的嵌入式应用系统,包含嵌入式硬件平台、嵌入式操作系统、噪声数据测试和传输系统。该系统可广泛应用于噪声测试或需要长时间进行噪声监测的场合。     

基于无线传感器网络的战场目标跟踪

基于无线传感器网络,对目标定位跟踪应用进行了研究。在对目标定位跟踪时,如何既保证跟踪精度又能有效降低能量消耗,针对这个问题,提出了一种简便的加权坐标质心定位方法,通过对目标的定位,给出了一种基于测量信息的跟踪方法,方法实现简单。性能分析表明:提出的定位跟踪方法能有效地降低能量消耗,延长节点和网络寿命,基本可以满足战场目标跟踪需求。     

基于无线传感器网络的温度场绘制

论述了基于无线传感器网络的温度场绘制.无线节点上的温度传感器采集环境温度信息,然后通过Zig Bee无线网络发送到Sink节点,通过串口连接电脑,在电脑上进行数据处理.详细的介绍了系统的组成和数据采集,着重分析了数据处理中的数据融合,同时运用地理信息系统中的克里金数据插值方法进行数据插值,最后使用VC++和OpenGL...     

基于预约调度的无线传感器网络的MAC协议

提出了一种基于预约调度的用于无线传感器网络的MAC协议--SSMAC.该协议采用分布式竞争接入和预约调度发送,提供高能量效率的信道接入和支持QoS业务的传输,较好地解决了隐藏终端和暴露终端问题.仿真结果表明SSMAC协议在保持节能的同时,在降低媒体接入时延、提高报文投递成功率和提供QoS保障上较TRAMA协议性能有很大的提高.     

虚拟力导向的无线传感器网络覆盖策略

摘要;通过建立传感器节点与节点、节点与目标之间的虚拟力模型,制定一种新的簇头选择策略,将节点剩余能量和距离目标的大小作为参数,选择离目标近且剩余能量大的节点作为簇头,提高网络覆盖率;通过虚拟单元格进行分簇,以保持簇头节点之间的数据通信,同时休眠其它非簇头节点的周期性轮换簇头的方式来优化节点能耗,以此来延长网络寿命.与经典GAF算法比较,理论分析和仿真实验结果表明了该算法在网络覆盖率和节点生存时间上均有明显的优势.     

基于RSSI的无线传感器网络节点定位算法

节点定位技术是无线传感器网络关键技术之一,介绍了节点定位技术的基本原理,提出了一种新的基于接收信号强度(RSSI)的无线传感器网络定位算法.该算法在第一阶段对节点初始位置进行初步估计,第二阶段对节点初始位置进行求精.仿真结果表明,在锚节点比例较低的情况下,该算法仍然可以实现较高的定位精度,并且与dv-distance定位算法比较,表明该算法在相同条件下精度更高.     

基于无线传感器网络的生物实验室设计方案

将无线传感器网络应用于生物实验室,对传统的生物实验方式和实验室管理进行改进,提出了一种基于无线传感器网络的生物实验室设计方案.     

分簇结构无线传感器网络安全协议设计

提出了一种基于分簇结构的无线传感器密钥安全分发协议——SEKD协议,与现有典型分簇结构的安全协议相比,能够提供确定的安全性并显著地降低了网络能耗、存储开销。SEKD协议可以高效动态地为每个簇建立簇密钥,并基于因式分解的困难性,通过簇首一次广播即可实现簇密钥的安全分发,最大程度地节约了通信量和加密解密开销。由于多跳路由数据包,SEKD协议采用多重加密保证了数据的安全性。性能分析和仿真实验显示,SEKD协议在满足安全需求的前提下,能为无线传感器网络高效建立簇密钥与簇间密钥,并显著降低网络能耗,进一步延长网络的生存时间。