无线传感器网络覆盖优化策略

针对无线传感器网络节点覆盖容易出现空洞和盲区的问题,提出一种基于改进人工鱼群算法的无线传感器网络覆盖优化算法.首先构建网络节点的信任度模型,进行节点轮换调度修复路由,然后采用改进人工鱼群算法进行无线传感器网络节点的自适应定位寻优,以人工鱼群优化的节点分布模型重构无线传感器网络(WSN)节点覆盖连通图,实现优化网络覆盖.仿真实验结果表明,利用覆盖优化算法进行WSN网络节点设计,明显地改善了网络节点的覆盖质量,提高了无线传感器网络的安全性能.     

无线传感器网络地址重构硅知识产权核

在基于Zigbee协议的无线传感器网络中采用少数字节固定表示节点地址，由于地址不够分配，就会出现地址缺乏．为实现无线传感器网络节点中地址的灵活调整，适应片上系统集成化的需求，解决无线传感器网络中地址不够分配的问题，提出了无线传感器网络地址重构硅知识产权（IP）核．描述了无线传感器网络地址重构IP核的数学求解模型．应用模块化分割技术采用硬件描述语言，在电子设计自动化（EDA）中综合实现了地址重构IP核．仿真结果表明，所完成的地址重构IP核可以满足无线传感器网络节点地址的灵活预置调整．为无线传感器网络节点单芯片系统的地址重构集成化提供了意义．     

一种大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法

针对无线传感器网络的软硬件必须具备鲁棒性、抗毁性和容错性的特点提出了一个具有大概率强连通鲁棒性的无线传感器网络构造算法并进行了仿真分析.该构造算法不仅具备WSN所要求的鲁棒性、抗毁性,而且也兼顾到传感器节点能量保护和网络功率控制.     

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.     

无线网络节点的太阳能最优利用效率

为了提高在无线传感器网络中太阳能电池供电节点的能量利用效率,研究了太阳能电池与无线传感器网络节点能量之间的供求关系.采用传感器网络节点能量的自适应供求算法,构建了在标准光强下太阳能电池输出功率与传感器网络节点所耗功率的自适应平衡模型.实验结果表明:该模型体现了太阳能电池与网络节点能量的自适应供求关系,确保了传感器节点长期稳定地工作,尽可能地延长了传感器网络的生存周期,为无线传感器网络节点能量的设计提供了理论依据.     

基于动态搜索区域的无线传感器网络小世界特性构建方案

为了减少无线传感器网络节点的能量消耗,以延长无线传感器网络的寿命,首先研究了如何通过在无线传感器网络中构建小世界特性以延长其网络寿命,并着重分析了DAS(directedangulation tow ards the sink)方案.然后针对DAS方案中临近sink节点区域内的节点能量过快消耗的问题,提出了一种在无线传感器网络中构建小世界特性的新方案——菱形区域方案.该方案根据sensor节点到sink节点距离的大小,动态地改变菱形捷径端点搜索区域的大小,达到构建小世界特性并增强网络抗毁性的目的.理论证明了菱形区域方案在一定条件下较DAS方案既节省能量又能延长网络的寿命.     

基于IAPIT的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络的应用领域涵盖军事、医疗、环保以及交通等。由于涉及到体积、功率和成本一些因素的限制,现在流行的全球定位的系统和无线传感器网络的节点定位并不配套。所以,探讨符合无线传感器网络的定位算法有着广泛的实际应用价值和非常重要的理论价值。研究了无线传感器网络中IAPIT的定位算法,就不一样的节点通信半径和锚节点比例,仿真比较探讨APIT算法和IAPIT算法的性能。从实验可以看出,IAPIT算法和APIT算法比较,大大增加了定位覆盖率。无线传感器网络的定位精度基本能够满足应用的需求。     

无线传感器网络节点行为度量方案

随着电子信息技术的发展,无线传感器网络得到了日益广泛的应用,传统安全防护技术却无法直接应用于无线传感网中,传感器节点容易遭受到恶意攻击。该文提出了一种无线传感器网络的节点行为度量机制,对不同计算能力的节点采用不同的度量机制,具有实时度量和主动控制的特点。仿真实验表明,该方案充分考虑了无线传感器节点能耗问题,能够有效识别恶意节点,同时有更好的环境适应性,能够在部分节点遭到攻击时保障传感器网络顺畅运行。     

无线传感器网络中基于空间相关性的分布式压缩感知

提出了无线传感器网络中基于空间相关性的分布式压缩感知模型和分布式压缩感知算法,利用无线传感器网络节点间感知数据的空间相关性和联合稀疏模型,结合分布式压缩感知编解码算法,以能量有效的方式对无线传感器网络的感知数据进行压缩、重构.最后,通过仿真分析了分布式压缩感知重构误差和压缩比之间的关系,以及分布式压缩感知在能量有效性方面的性能,仿真结果表明分布式压缩感知以能量有效的方式满足了无线传感器网络中事件估计的精确度要求.     

基于A适应遗传算法的无线传感网络节点布局优化

无线传感器网络的传感节点布局优化,直接关系到无线传感器网络覆盖率的提高。文中提出自适应遗传算法求解无线传感器网络覆盖率优化问题。自适应遗传算法的编码方式是传感器节点二维坐标的二进制表达式,交叉方式为字符串整体交叉,变异方式为位变异,交叉概率和变异概率根据个体适应度自动重构。仿真实验结果表明,自适应遗传算法有效解决了无线传感器网络节点布局优化问题。与传统遗传算法相比,本算法进化收敛速度快,网络覆盖率显著提高。     

一种极低功耗无线唤醒收发机设计

在无线传感网中,接收机往往处于随时准备接收信息状态,因此节能是一个重要问题.该文提出一种降低功耗的硬件结构和软件协议联合优化策略,分析了无线收发机节能的关键因素,提出一种简易实用的无线唤醒通信协议,设计了一种低功耗无线收发机.实测结果表明,所设计的无线接收机功耗比传统设备降低10倍以上,达到了实用要求.     

基于DHT11的无线温湿度传感器网络节点的设计

基于温室和养殖孵化等场所需要及时监测环境温湿度的需求,设计了一种低成本、低功耗的无线温湿度传感器网络节点.主要介绍了节点的软硬件设计,详细阐述了DHT11温湿度传感器的时序.传感器节点的设计以超低功耗MSP430F122单片机为核心,配以DHT11和无线RF收发芯片NRF401实现了节点有效的数据采集和可靠的数据传输....     

基于nRF24L01的无线传感网络应用研究

无线传感网络系统相对于传统网络系统有很多方面的优势.以温度监控为例,进行基于无线收发芯片nRF24L01的测温节点的硬件和软件设计.利用低功耗单片机MSP430 F2012进行控制,结合温度传感器DS18B20进行温度数据采集.本文对硬件部分设计各元件之间的连接,对软件部分以框图形式说明工作流程,介绍温度数据采集模块和数据无线收发模块的软件设计.实验表明,本文所设计系统功耗低,可靠性较高,具有一定的实用价值.     

基于无线传输芯片CC1100信号源的设计

本文设计一种以低功耗单片机PIC16F690和无线收发射频芯片CC110为核心的信号源,无线收发射频芯片CC1100产生一定频率的正弦波信号,经过滤波放大电路后经微带天线发送出去。详细阐述了设计方案和软硬件的实现方法。经过对信号源的测试,所产生的信号可传输6.8公里左右,该信号源可应用在室内室外的测量实验中,也可作为登山旅游、探险人员在遇险时等紧急情况下的求救信号源。     

基于DSP与FPGA的ARINC 429总线收发系统设计

为了满足目前航空电子设备对429总线通信的广泛需求,设计了一种改进的ARINC429总线收发系统。首先简要介绍了ARINC429总线的特点,系统中数据信息的传输严格依据总线规范来实现,数据收发核心单元由HS-3282和HS-3182等ARINC429专用器件构成。其次,给出了基于DSP和FPGA的系统硬件设计和软件流程。整个系统以DSP为控制单元,通过对FPGA编程来实现系统的逻辑设计。实验结果表明该总线接口能够完成高速429数据通信的要求,具有可靠性好、传输准确、集成度高等优点,可广泛应用于航空电子设备通讯领域。     

基于CC2420的无线传感器网络节点的设计

为实现环境温度的实时监测,提出了无线温度传感器节点的软硬件设计方案.以射频芯片CC2420为无线收发模块,数字温度传感器DS18B20负责采集温度并发送给超低功耗微处理器MSP430F149,再经无线收发模块发送给相邻节点,完成数据监测和发送.节点具有功耗低、体积小、测量准确等特点,有良好的应用前景.     

无线多媒体传感器网络的关键技术研究进展

本文从网络传输层面综述了无线多媒体传感器网络的总体架构、节点的硬件组成和网络协议栈架构,并对影响其实用化的最关键技术低延时和低能耗网络设计技术做了介绍。在此基础上给出了关键网络传输技术在未来实现突破的方向,即低延时的实时MAC技术,低延时、低能耗的路由关键技术,多媒体信息安全技术,面向多核和众核的多媒体终端设备的研制和多模态软件构件技术的研究以及高压缩比的多媒体信息流压缩编码技术等等。     

无线串行通信技术在电力测控系统中的应用

在电力系统测控仪中采用单片射频收发芯片，增加基于USB口的无线串行通信功能．设备安装后，通过在地面上的计算机遥控设置系统参数并实现远程监控和数据传输，便于实现电力系统的网络化管理．介绍了系统结构及软、硬件设计方法。     

基于FPGA快速二维DCT图像编码结构

本文提出了一种二维DCT快速算法的FPGA实现结构,采用行列分解算法将二维DCT分解成两个一维DCT和一个转置缓冲器组成的结构,其中一维DCT借鉴Arai DCT算法,并采取了FPGA特有的并行的流水线技术,该结构极大减少了加法器和乘法器的数量,节省了计算时间。该结构的特点是高数据吞吐率、硬件资源消耗少,功耗低。实验结果证明了二维DCT核设计的正确性,适合图像的实时处理。     

基于FPGA自平衡控制器的设计

针对旋转编码器角度测量与步进电机控制的特点,介绍了一种基于FPGA为核心器件,运用VHDL硬件描述语言在FPGA中实现旋转编码器倍频、辨向、计数的功能,旋转编码器为角度传感器以及步进电机为驱动的自平衡控制器设计的方法。整个系统利用Quartus编程软件仿真分析正确,硬件实验平台验证该系统运行稳定、测量准确。