一种低通信开销联合时钟同步和定位算法

针对无线传感器网络（wireless sensor networks ,WSNs）中降低节点间的通信开销的需求,提出一种基于成对广播同步协议（pairwise broadcast synchronization ,PBS）改进的联合时钟同步和定位算法。在联合时钟同步和定位过程中,锚节点（位置已知,时钟需同步）侦听未知节点（位置未知,时钟需同步）与参考节点（位置已知,时钟为参考时钟）双向交换的时间信息,不用发送额外的信息。因此相比于传统基于双向信息交换方式的联合时钟同步和定位算法可以节省大量的通信开销,同时可以降低同步所需参考节点的数目。该算法不仅对未知节点的位置参数和时钟参数进行联合估计,同时也完成锚节点时钟参数的估计。经过仿真分析,估计值满足所推导的克拉美罗下限（cramer-rao lower bound,CRLB）,且估计精度接近其他两种典型联合算法。综合考虑估计精度和通信开销,所提出的算法优于现有的联合时钟同步和定位算法。     

基于卡尔曼滤波的无线传感器网络时钟同步协议

在本文提出的时钟同步协议中,节点依据所持能耗大小在有限通信区域内完成时钟同步,即高耗节点通过监听低耗节点间进行同步交互的TPSN同步信标实现Receiver-Only同步模式,并通过引用卡尔曼滤波方法优化同步节点的时钟偏差以降低同步误差率。实验仿真表明,该同步协议与TPSN同步法相比提高了同步精度。     

传感网络终端时钟同步的目标定位模型分析

由于传统目标定位模型分析会增加目标定位时延,为了缩小目标定位时延,提出了传感网络终端时钟同步的目标定位模型分析。通过传感网络终端的仿真计算,分析了时钟同步的目标状态,在选取合适的模拟方法基础上,确定了目标节点位置与定位系数之间的关系,设计了传感网络终端时钟同步的模拟过程,完成传感网络终端的时钟同步模拟;在模拟后的传感网络终端时钟同步中设置目标采集指令,由路由器将目标采集指令转发,为了确保传感网络终端节点进入待采集状态的准时性,计算了目标的采集时间,采集时间确定后,协调器还要将等待接收反馈目标的时间上传到传感网络终端,完成传感网络终端时钟同步的目标采集;最后通过时钟同步目标定位模型的构建,实现了传感网络终端时钟同步的目标定位。仿真实验结果显示,提出的目标定位模型分析可以缩短目标定位时延。     

基于LoRa物联网的城市道路照明能耗与窃电监测系统

为了解决现代城市智慧照明线路用电设备日益复杂造成的照明能耗监测难题，基于LoRa物联网技术设计城市道路照明能耗与窃电监测系统.系统是由具备LoRa无线通信功能的集中控制器、LED照明灯具和其他用电设备组成的LoRa无线通信网络；集中控制器为系统主机，LED照明灯具和其他用电设备为监控节点.提出了一种两步无线通信、分时同步采集所有监测节点电力数据，由集中控制器实现照明线路照明功率与能耗计算，判别窃电行为的实时照明能耗与窃电监测策略.介绍了集中控制器的硬件模块设计，详细给出了策略的软件实现方法，包括集中控制器程序设计和LED灯具驱动电源程序修改.照明能耗与窃电监测系统测试平台的实验结果验证了系统能有效实现无线照明能耗同步采集与窃电监测功能，可更好地满足城市路灯智能化管控的要求.     

无线mesh骨干网络的路由与调度联合优化算法

在基于TDMA的无线mesh骨干网络中,考虑路由和调度的联合优化问题,最大化系统频谱利用率.综合考虑了节点业务、路径平均容量以及干扰等因素,提出了一种新型路由策略.对于汇聚网关的业务模式,提出了一种基于网关瓶颈极大团相关性的链路调度策略.考虑路由算法和调度算法的联合优化,设计了链路调度模块和路由模块的信息交互策略.仿真结果表明,该联合算法对于各种节点业务分布和各种干扰环境,均可很好地提高系统频谱利用率,在保证一定通信速率的情况下,节省了能量,实现绿色环保通信.     

基于LoRa的鸡舍环境物联网监测系统研究

针对鸡舍环境监测自动化程度普遍较低等问题，提出并研究了基于LoRa无线通信技术的鸡舍环境物联网监测系统。以STM32单片机和LoRa模块为核心，根据肉鸡和蛋鸡养殖环境监测的地方标准中所规定的监测技术指标，选择温湿度传感器、光照度传感器和氨气传感器，设计了传感器节点的硬件电路。传感器节点能够实时监测鸡舍环境参数信息，并通过LoRa无线通信技术将数据发送至网关节点。网关节点接收到环境数据之后，通过ESP8266通信模块把数据发送至WiFi路由器。然后，数据再被传输到OneNET云平台进行处理。测试结果表明：当相距800 m时，仍然能够实现数据的稳定无线传输。该系统能够满足大型鸡舍环境监测要求，为农业畜禽养殖环境监测提供了一套有效实施方案。     

车载自组织网络中的非最远转发机制

车载自组织网络(VANETs)利用无线通信技术,实现了车辆之间的交通信息共享。已有的车间通信路由协议通常采用最远传输(MFR)机制选择转发节点,但是无线信道的过渡区会造成数据的频繁丢失和反复重发。该文通过分析无线信道收包率模型,提出了非最远转发机制(non-MFR),并定义了通信性能指标,对转发节点的选择策略进行了优化;通过选择非最远邻居作为转发节点,降低总体带宽消耗。仿真结果验证了该转发机制的有效性。     

基于LoRa集成北斗通信技术的应急响应设计与实现

地震、洪水、火灾等复杂灾害应急救援或处置场景中,时常出现运营商片区基站损坏或存在信号弱覆盖区域,导致通讯中断,影响对灾害现场的环境预判,最终降低应急处置、救援统一指挥与危机管控效率.为此,提出一种新型通信组合方法,设计小型感知节点与汇聚终端,实现基础应急环境数据获取,节点间采用远离距无线通信技术(long range radio, LoRa)进行网内数据传输,汇聚终端作为网关集成北斗通信技术,实现感知数据与后台服务端的远程通信.旨在为应急救援人员提供一种信息获取方式,以便提供相关决策依据.     

一个适用于移动通信系统的高效双向认证和密钥协商协议

提出了一个基于公钥加密的无线双向认证和密钥协商协议,解决了无线通信中的身份认证和密钥协商问题.该协议只需两次通信即可完成,且只需进行很少量的信息传输,具有结构简单、运算量小、执行效率高等特点,特别适用于计算资源有限的移动用户,具有较高的实用性.     

一个适用于移动通信系统的高效双向认证和密钥协商协议

提出了一个基于公钥加密的无线双向认证和密钥协商协议，解决了无线通信中的身份认证和密钥协商问题。该协议只需两次通信即可完成，且只需进行很少量的信息传输，具有结构简单、运算量小、执行效率高等特点，特别适用于计算资源有限的移动用户，具有较高的实用性。     

基于LoRa的物联网数据传输系统研究与设计

提出了一种基于LoRa技术的物联网数据传输系统.以物联网中广泛使用的无线传感器网络的数据传输实际需求为研究对象,综合考虑传输系统实际工作环境及经济成本,传输距离,可靠性等问题,设计出一种以LoRa无线传输技术构成的星型网络,能为用户提供一种简单的能实现远距离、易扩展的数据传输系统.介绍了系统网络拓扑结构、系统软硬件设计和自定义通信协议的设计过程.其中,LoRa终端节点内嵌Contiki嵌入式专用操作系统,有效减少用户定义多线程多任务对内存的消耗,节点采用循环队列缓冲的数据通信,具有封装成帧、确认回复、周期性休眠等功能.异构网关负责存储转发并且支持NB-IoT,WiFi等多种通信技术上传至远端云平台,在远端云平台可以配置并显示终端节点信息.对系统进行了功能和性能测试,达到了预期目标,具有一定的应用价值.     

LoRa技术在油田数据采集系统中的应用

针对现有网络通信技术在复杂油田环境中组网困难和超高功耗的问题,采用低功耗、超长距离无线通信LoRa技术以提高网络通信技术在智慧油田数据采集系统中的精度和实时性,降低组网难度。通过对LoRaWAN无线标准协议和轮询时隙分配算法的研究,设计了一种基于LoRa扩频技术的差异性时隙分配策略的无线数据采集方法,在OPNET 14.5平台对改进的方法进行仿真。仿真结果表明,使用该方法的自组网络吞吐量相比固定时隙分配策略有了明显的提高,有效降低了重要数据节点数据上报周期,增加了网络信道的利用率,该方法可进一步实现油田数字化建设。     

家用照明无线控制系统的设计

基于短距离无线射频通信技术和WIFI网络通信技术,设计了一款家用照明线路无线集散控制系统.通过CC1010无线单片机组建了控灯节点与网关节点的星形无线控制网络,控灯节点以继电器隔离控制方式接入照明线路.并以串口WIFI网块实现了CC1010网关节点与PC终端的组网.在VB6.0环境下,基于WINSOCKET控件编写了基于TCP协议的客户端测试程序.     

基于LoRa技术的便携式健康监测系统设计

针对传统老年监控护理系统功耗大、实时性差、数据传输效率低等问题,提出了一种基于低功耗广域网的智能无线传感器网络系统;系统中,通过依靠STM32处理器和传感器对环境与体征数据信息进行采集,然后利用LoRa技术将采集的数据通过SX1278模块发送至网关,再通过网关上传数据到云服务器;将处理后的数据通过云服务器显示给用户,实...     

一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议

提出了无线传感器网络的路由协议是无线传感器网络研究的关键技术,在延长网络寿命和减少节点能耗方面有着重要的作用,提出了一种基于混沌策略的无线传感器网络分簇路由协议,仿真实验结果表明:该协议能更好地延长无线传感器网络的寿命.     

传感数据通信协议及高并发服务的设计与实现——以微环境监测平台为例

为了满足人们对于限定区域监测的需求,解决异构数据的表示、传输以及高并发问题,分析了传统物联网平台在传感数据采集以及传输方面的不足,通过功能模块设计,开发了微环境监测平台。针对平台传感层数据采集工作,设计通信协议,统一数据格式,减少数据传输量和能耗,并制定协议通信流程,利用LoRa技术完成终端到网关之间数据的远程传输;针对平台网络层,设计高并发数据接口实现服务端程序接收并处理数据,最终完成系统的研发和测试。结果表明：设计的通信协议可以完成异构数据格式的统一工作,降低了数据传输量和能耗;验证了数据从终端采集设备到网关,并经过上位机最后到服务器整套传输方案的可行性与可靠性、低延迟性以及高并发数据接口的处理性能。微环境监测平台能够稳定运行,为跨行业物联网应用提供了一套数据采集和传输的解决方案。     

基于频谱系数和比例公平算法的网络调度优化策略

针对传统比例公平的无线网络资源调度优化策略无法有效保证用户的公平性, 存在无线网络通信系统资源利用率低等缺陷, 设计一种基于频谱系数和比例公平算法的无线网络通信系统资源调度优化策略, 以解决当前无线网络通信系统资源优化调度过程中存在的问题. 首先建立无线网络通信系统的信道模型, 通过自适应遗传算法确定合理的频谱系数; 然后根据比例公平算法计算调度优先级, 将无线网络通信系统的资源分配给用户, 并针对传统比例公平算法的不足进行改进; 最后在MATLAB 2016平台上对无线网络通信系统的性能进行分析. 结果表明, 该策略可更好地保证用户使用资源的公平性, 提升了无线网络通信系统的吞吐量, 改善了无线网络通信系统的资源利用率.     

基于ZigBee的无线投票系统设计

采用TI设计的高速ZigBee SoC芯片-CC2430,结合ZigBee协议栈,设计了一个基于国际无线通信标准的无线投票系统,它能够在一个空间内快速地建立无线投票网络,支持多节点自由地接入或离开,并且能阻止非法身份节点的进入。系统把路由节点和终端节点设置成通用的投票节点,通过ZigBee网络将这些数据发送到ZigBee网关,网关通过串口与上位机进行通信,并用LabView编写了数据统计界面。测试结果表明,该系统由于采用自组织、自愈合的无线网络,因此性能可靠、方便实用,尤其对于没有有线投票系统的会议室。该系统针对实验教学改革,适用于开展大学生课外科技活动、拓展实践能力。     

基于ZigBee的智能调光控制系统设计

响应国家节能减排的号召,提出一种基于ZigBee的智能调光控制系统设计,选用LED灯解决了原有灯具发光效率低的问题;选用ZigBee无线传感器网络通信方式,设计了回路节点和路由器,解决了有线传输网络扩展性差、维护成本高的问题;开发了ZigBee转TCPIP通信网关,实现了现场控制和远程监控的结合。该设计在学校部分区域展开实验,应用效果良好。