基于IEEE802.15.4标准的无线多跳网络的研究与实现

IEEE 802.15.4标准是针对短距离、低速率、低功耗和低成本设备设计的短距离无线通讯协议,定义了低速无线个域网的MAC层和物理层规范,在分析低速无线个域网规范的基础上,设计并实现了一个兼容ZigBee规范的无线多跳网络.     

浅谈基于MSP430和nRF905的无线传感器网络设计

0引言无线传感器网络已经成为国内外研究的热点,在军事、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、远程控制等许多领域都有着广泛的应用前景。无线传感器网络的设计要遵循微型化、多功能化、智能化、网络化、无线化,低功耗的原则。利用MSP430微处理器功耗低的优势和nRF905无线收发芯片功耗低、控制简单的优点,MSP430+nRF905的组合特别适合于低功耗、短距离、小数据量的无线传感器网络。1硬件设计1.1网络结构整个网络主要由一个sink(数据汇集点)节点和多个传感器节点     

基于功率控制的IEEE 802.15.4算法在无线传感器网络中的应用

高效节能是大规模无线传感器网络首要关注的问题，IEEE 802．15．4标准因其低速率低成本低功耗高质量，被认为是无线传感器网络和无线个域网的理想实现技术。研究出将功率控制机制引入到该标准中可以进一步节约能耗：功率控制可以从直接的降低发送能量和间接的减少碰撞两个角度节约能耗，是一种有效的节能机制。仿真实验表明，引入功率控制后在较高超帧阶下可以节约能耗达50％左右。     

基于单片机的无线传感器网络节点硬件设计

传感器节点是无线传感器网络的基本组成元素。本文通过对传感器节点的特性分析,采用MSP430和nRF905为主要芯片设计了一种无线传感器网络节点。经测试可满足节点微型化、低功耗、实时处理能力强、高可靠性等要求。     

基于TDMA的战场无线传感器网络节点低功耗通信协议实现

 为迎接新军事变革下的信息化战争,武器系统平台网络化已成为网络中心战（NCW）的发展趋势,战场无线传感器网络已受到世界各军事强国的重视。时分多址（TDMA）技术将无线信道按时隙分配给不同用户,因其可靠性和稳定性在无线通信领域得到广泛应用。针对战场无线传感器网络通信协议低开销低功耗的要求,分析了TDMA通信协议的原理和实现的难点,结合单片机MSP430F449和无线收发芯片CC2500设计并实现了一种适合战场应用环境的低功耗TDMA通信协议,详细介绍了战场无线传感器网络节点平台的组成和低功耗通信协议软件实现。经过实验验证,该协议运行可靠,扩展性、灵活性好,代码量小,在无数据收发时处于低功耗模式,适合各种低功耗的无线传感器网络应用。     

嵌入式无线传感器网络网关节点的设计与实现

无线传感器网络是新一代的传感器网络,具有非常广泛的应用前景。本文在对无线传感器网络体系结构、网关(Sink)节点的特点、功能分析的基础上,给出了无线传感器网络Sink节点的软硬件设计与实现方案。Sink节点以低功耗嵌入式处理器AR91R40008为核心,uC/os-II为嵌入式实时操作系统,配以内置TCP/IP协议的GPRS模块作为网络数据出口以及TR3000无线收发模块,可以实现高速的数据采集和可靠的数据传送,能够较好地达到低功耗和实时性的要求,最后给出实测结果。     

基于ZigBee无线传感网络在环境温燃中的应用

zlgbee低功耗无线网络作为现有的最适合于搭建无线传感器网络的新兴技术,目前已经越来越多的受到人们的关注。本文简单介绍了Zigbee无线协议的框架结构、特点和拓扑结构。最后通过使用无线龙公司提供的zjgbee开发套件,进行了简单的组网实验和基于zigbee协议对环境温度进行了测量实验。实验表明,节点与网络协调器通信正常,网络稳定性良好,数据符合实际环境,可以满足一般应用对无线传感器网络的要求。     

基于ZigBee无线传感网络在环境温度测试中的应用

Zigbee低功耗无线网络作为现有的最适合于搭建无线传感器网络的新兴技术,目前已经越来越多的受到人们的关注。本文简单介绍了Zigbee无线协议的框架结构、特点和拓扑结构。最后通过使用无线龙公司提供的Zigbee开发套件,进行了简单的组网实验和基于Zigbee协议对环境温度进行了测量实验。实验表明,节点与网络协调器通信正常,网络稳定性良好,数据符合实际环境,可以满足一般应用对无线传感器网络的要求。     

无线传感器网络节点的硬件设计

IEEE802.15.4是目前国际上无线传感器网络新的通信协议,而无线传感器网络节点的核心必须是微处理器和通信协议兼容.在介绍了设计要求和功能模块的基础上,论述了网络节点的硬件设计思路和设计方法,基于JN5121无线传感器网络的硬件组成,包括微处理器的结构、性能特点、外围电路及硬件平台的设计.介绍了JN5121的软件开发环境、射频部分的组成、连接及控制、以及开发的实物产品.无线传感器网络节点硬件的应用不仅满足了设计要求,而且具有低功耗的特点.     

低功耗无线传感器网络终端节点设计

针对无线传感器网络(WSN)节点的能量有限的缺点,利用超低功耗MCU作为主控器件,采用工作模式和睡眠模式交替工作的软件协议,设计出低功耗的WSN终端节点.组网测试表明,该网络能正确组网,在3 V电源供电条件下,样机正常工作时发送电流小于15 mA,接收电流小于7 mA,休眠时电流小于65 μA,实现低功耗设计目的.     

超宽带无线传输通信网络技术探秘

近年来,超宽带技术在国内外引起了广泛关注。由于短距离内高速传输数据、能与其他系统共用频段等特性,超宽带技术可以为无线局域网和个域网的接入技术提供低功耗、高带宽并且易于实现的底层技术支撑。所以,无论在创新性还是商业性上,都具有巨大的发展潜力。     

蓝牙多跳Ad Hoc网络的构建与实测分析

针对Ad Hoc网络和基于蓝牙的无线个域网(W PAN)的技术特点,将蓝牙个域网应用模型中单个微微网(Piconet)的应用扩展到基于分布网(Scatternet)的应用,并将其定义的网络接入点场景和Ad Hoc组网场景综合,构建了多跳的蓝牙Ad Hoc网络,提出了一个蓝牙设备通过无线GPRS MODEM实现移动接入因特网的应用架构,实现了基于B lueZ的蓝牙个域网接入的实验演示系统.给出了实验模型和协议栈结构,设计了实测方法,最后给出实测结果及其分析.测试结果表明,即使在3跳传输的情况下,蓝牙Ad Hoc网络内部的数据传输速率仍然大于GPRS的数据传输速率,可以完全满足GPRS无线接入的速率要求.     

一种层次型无线传感器网络安全认证方案

在阐述无线传感器网络及其安全问题的同时,重点对层次型无线传感器网络安全认证方案展开研究.先对无线传感器网络安全框架协议SPINS进行分析,指出其不足之处.为进一步提高网络安全性,借鉴网络安全技术(如IPSec,SET等)中综合采用对称密码技术和非对称密码技术的思想,将证书应用于传感器网络中.根据传感器节点低功耗的特点,对其证书结构进行重新设计,通过重构的证书实现了传感器节点的身份认证和数据源认证.理论分析和仿真实验结果表明,本方案与SPINS方案相比,虽然使网络性能有所降低,但使网络安全性能有很大提高,能够有效地解决层次型无线传感器网络安全认证问题.     

无线体域网环境下基于三因素的远程身份认证协议研究

无线体域网对解决看病难、看病贵和老龄化问题有重要意义.身份认证作为无线体域网防护的第一关,研究和设计符合无线体域网特殊需求的高安全性身份认证协议非常必要.重点研究无线体域网远程身份认证的各种需求,拟通过将传统三因素远程身份认证理论扩展到无线体域网,最终给出满足无线体域网特殊需求的轻量级三因素身份认证方案思路.对提高无线体域网和移动互联网远程身份认证安全给出新的思路和有益探索.     

基于能效最大化的无线体域网功率分配算法

无线体域网(wireless body area network,WBAN)中由于各节点电池充电或节点替换较为困难,若节点因信息感知、传输、存储致使能量消耗殆尽将导致节点无法正常工作,影响网络连通性及数据传输性能,降低网络生存时间。WBAN中可用时隙、频谱资源有限,各类传感器节点业务需求不同,如何优化WBAN的功率分配,以实现节点能耗降低以及网络生存期延长是亟待解决的问题。针对多个WBAN共存的应用场景,在考虑不同WBAN节点业务Qo S需求及多个WBAN网间干扰限制的基础上,提出一种基于能效最大化的体域网功率分配算法,以实现网络联合能效的最大化。仿真结果表明所提算法在满足用户业务需求的条件下可以实现对用户功率的最佳分配。     

基于云模型粒子群算法的WSN节点部署优化

节点部署优化技术是无线传感器网络的主要应用点,也是近年来国内外学者研究的热点问题,它在军事、民防、环境等多个领域中具有广阔的应用前景.针对目前无线传感节点部署方法存在节点分布不均匀、覆盖不完全等问题,提出一种采用云模型改进粒子群算法,并将该算法用于无线传感器网络节点部署.对比实验结果表明,该方法能够以相对较小的代价完成传感器感知节点部署,能快速收敛于最优解,能够降低网络部署的成本,提高网络的整体覆盖率.     

无线传感器网络WSN硬件设计

传感器网络节点作为一种微型化的嵌入式系统,构成了无线传感器网络的基础层支撑平台。因为无线传感器网络大部分是采用电池供电,工作环境通常比较恶劣,而且数量大,更换电池非常困难,所以低功耗是无线传感器网络最重要的设计准则之一,从无线传感器网络节点的硬件设计到整个网络各层的协议设计都把节能作为设计的目标之一,尽可能延无线传感器网络的寿命。本文介绍了无线传感器网络的概念、特点以及无线传感器网络节点的组成,重点分析比较节点各组成单元各种常用芯片的特点,并且始终将低功耗作为比较的重要标准之一。     

一种基于超帧机制的Zigbee时间同步算法研究与实现

对于几乎所有无线传感器网络应用来说,时间同步是非常重要的.由于无线传感器网络的多节点、低功耗等特点,一种合适的时间同步算法的实现尤为关键.以自主研发的硬件平台为基础,设计并实现了一种适用于Zigbee无线通信协议的单跳和多跳网络的时间同步算法,并给出了详细的算法分析及实现流程.实验结果表明所提出的时间同步算法在Zigbee单跳及多跳信标网络中均有良好的性能表现,满足了Zigbee协议低功耗、高同步精度的要求,在实现Zigbee休眠节能机制的同时,算法达到了较高的时间同步精度.     

基于TinyOS无线传感器网络的RSSI定位方法

节点定位技术是无线传感器网络的主要支撑技术之一,节点自身的正确定位是提供监测事件位置信息的前提。本文针对无线传感器网络节点定位的需求,研究适合在TinyOS平台下的RSSI测量定位方法。本文介绍了无线传感器网络节点的硬软件设计方法,分析了RSSI测距的基本原理和传感器网络节点定位的基本算法。实验证明了在TinyOS平台下采用RSSI定位方法,可以满足无线传感器网络节点定位的要求。     

基于无线传感器网络的环境温度监测系统设计

针对传统温度数据采集系统存在布线繁琐、网络维护困难等存在的问题,利用无线传感器网络具有功耗低、成本低、微型化的优点,设计了一种环境温度监测系统.传感器网络节点采用高性能低功耗的8位AVR系列单片机ATmegal28L和Chipcon公司的无线收发射频芯片CC2420,以及温度传感器DS18B20来设计.实验结果表明,该监测系统能够实现节点间通信以及数据的实时处理、显示和存储,可以用于环境温度监测.