ZigBee无线传感器网络管理的研究与设计

采用基于802.15.4/ZigBee的无线传感器网络技术及ARM嵌入式技术,结合简单网络管理协议在传统网络管理上的优势,将无线传感器网络集成到现有网络中来,设计并实现对ZigBee无线传感器网络的管理.实验结果表明,基于简单网络管理协议的无线传感器网络管理方案可以有效地对无线网络终端的数据进行实时采集和监控,达到对无...     

基于移动 Agent的无线传感器网络管理模型

无线传感器网络革新了信息感应和收集的方式,节点的特殊性给网络管理提出了新的问题;文章分析对比了传统的网络管理模型,结合层次化框架的优点,引入移动Agent技术,提出了一种基于移动Agent的无线传感器网络管理,通过理论评估和实验显示了模型的优越性。     

基于GSM的室内无线传感器网络簇头节点

为了实现温室环境信息低功耗、低时延高效无线检测与控制,构建了三层次室内无线传感器网络系统,研制了在网络系统中较关键的具有远程和短距离无线通信功能的网络簇头节点.采用短距离无线通信CC2430模块和全球移动通信系统(GSM)GPRS模块设计网络簇头节点,并利用GSM网络内嵌的TCP/IP协议,设计基于Zigbee技术的无线收发功能程序和GSM网络传输控制功能程序.网络系统试运行表明,网络管理计算机可以随时获取被监测的温室温度等环境信息,与一般无线传感器网络相比,信息传输能耗低、时延小响应快,实现了无线传感器节点和远程管理计算机之间的信息高效无线传输.     

基于生物免疫原理的新型无线传感器网络安全算法

基于无线传感网络安全分析, 提出一种新型无线传感器网络安全算法. 该算法结合生物免疫原理, 通过建立入侵特征库, 使安全系统具有记忆功能和学习功能, 并利用粗糙集解决了传感器网络中信息的不确定性和不完整性. 仿真结果表明, 在网络运行时, 该安全算法可行, 且入侵检测率明显提高.     

基于无线传感器网络的海洋环境监测预警系统设计

针对海洋环境管理需求,提出并开发了基于智能无线传感器网络的监测系统,完成海洋生态环境监测、数据实时处理.研究了精确检测的方法与算法.系统综合运用无线传感器智能信息处理技术、远程GPRS无线数据通信技术以及基于Internet显示平台的监测点管理查询技术,实现实时在线检测.     

基于移动Agent的无线传感器网络中间件

无线传感器网络是近年来研究的热点问题,但面向应用的无线传感器网络缺乏统一开放的体系架构和简单、高效的开发接口,其应用系统往往不能根据需求灵活更新和扩展系统功能,因而阻碍了其进一步发展．本文引入了无线传感器网络中间件作为上层应用和底层系统之间的中间适配层,详细介绍了目前正在研究的几种无线传感器网络中间件技术：基于动态代码机制的中间件、虚拟机中间件以及基于移动Agent的动态网络中间件,深入比较了三种类型中间件技术的优缺点,得出了基于移动Agent的动态网络中间件相比于其它两种类型的中间件具有节省网络带宽、提高查询处理效率、开发接口简单统一等方面的优势．并在此基础上提出了基于移动Agent技术的无线传感器网络中间件DisWare的体系架构．该体系能实现一套低耗能、易扩展、易更新、跨平台的无线传感器网络应用系统,有利于网络应用开发的标准化．此外,DisWare极大丰富了网络的功能,提供拓扑控制、多跳路由、数据管理、安全管理等机制．最后通过DisWare数据管理的一个应用实例论证了其先进性．     

基于无线传感器网络的节水灌溉系统设计

根据农田作物缺水信息,提出一种基于无线传感器网络的农田智能灌溉控制方法;探讨了传感器网络节能路由协议;实现了系统硬件与软件设计。系统综合运用无线传感器智能信息处理技术、无线数据通信技术以及基于Internet显示平台的监测点管理查询技术,将功能相同或不同的传感器构成智能化传感器网络,从而全面提升了系统的自动化与监测水平。分析了目前实现精确农业亟待解决的关键技术问题,结果表明,系统通过嵌入式控制技术完成智能化灌溉,可很好地实现节水。     

基于统计模型的传感器网络查询系统的研究与设计

针对无线传感器网络数据处理的高实时性要求和节能要求,设计并实现了一种基于统计模型的传感器网络查询系统,采用了层次式的系统处理结构,并使用基于统计模型的优化方法改进了查询处理过程.最后给出了该系统与普通的WSN查询处理系统的性能对比分析,实验数据表明基于统计模型的查询策略提高了查询处理的效率,节约了无线传感器网络的能量消耗.     

喷泉码的无线传感器网络数据编解码算法的探究

考虑到传统的无线传感器网络可靠性机制存在效率不高的缺陷,提出了新的"喷泉码"编解码算法.分析了喷泉码在无线传感器网络中数据传输的可行性,给出了一个比较完整的系统方案及模型,提出了基于喷泉码的无线传感器网络编解码算法.对于相对比较典型的喷泉码,即以Raptor码为例,进行深入的探讨.研究设置比较合理的参数,喷泉码算法能够很好地对这个译码成功率的提高起很大作用,实现无线传感器网络的数据在传输过程中具有可靠性.     

无线传感器网络在智能家居系统中的应用

通过对比无线传感器网络和智能家居系统的系统结构,分析无线传感器网络在智能家居系统中应用的关键技术.提出了基于无线传感器网络在智能家居实用系统的设计,包括传感器节点的硬件组成和通信数据帧的格式及工作流程软件内容,并用实验结果说明了系统的性能.     

基于人工鱼群算法优化神经网络的WSN数据融合

无线传感网(wireless sensor network, WSN)通常节点众多、数据冗余度高,传统的基于随机权值和阈值的前馈反向传播神经网络(back propagation neural network, BPNN)数据融合方法易陷入局部极值,导致融合结果准确性差。提出一种优化神经网络的权值和阈值进而改善WSN数据融合质量的方法-人工鱼群算法前馈反向传播(artificial fish swarm algorithm back propagation, AFSABP)神经网络数据融合。仿真和对比实验结果表明,改进的鱼群算法在收敛速度和寻优精度上都有明显提升,改进后的人工鱼群BP算法数据融合方法相较于传统BP数据融合方法,可减少3.06%的相对误差和3.74%的均方根误差。     

无线传感器网络安全组网技术研究

随着无线传感器网络(WSN)的高速发展和广泛应用,网络的安全问题越来越受到人们的关注。近几年,在无线传感器网络安全问题上的研究不断取得突破,但大多数研究都关注在数据传输过程中如何保证数据的安全问题,很少涉及到在网络组网过程中如何保证组网的安全问题。在综合分析各种无线传感器网络的安全策略和组网策略的基础上,提出一种无线传感器网络的安全组网技术。无线传感器网络的安全组网技术主要思想是通过在网络的组网阶段加入了消息认证技术和加密技术,拒绝外部非法节点加入网络,使网络的安全性得到更大的提高,在很大程度上降低了WSN遭受外部非法节点攻击的风险,并进一步提高了网络运行过程中的数据安全程度,为无线传感器网络的进一步发展和应用起到了推动作用。     

基于蚁群系统的WSN能量有效路由算法

针对无线传感器网络的能量有效性问题,基于蚁群系统的自适应性及动态寻优能力,以及无线传感器网络的自组织特性,提出一种能量有效的路由算法.为了优化路径概率选择,平衡节点间的能量消耗,将节点剩余能量引入本地启发因子.用路径平均信息素水平、路径节点平均剩余能量和路径长度评价路径质量,并将路径质量引入信息素全局更新.在源节点与Sink间建立多条动态优化传输路径,提高传输的可靠性.仿真结果表明,本算法可以减小延迟,提高能量使用效率,有效地延长无线传感器网络的工作时间.     

面向构件的SNMP4J网络管理模块开发

SNMP4J是一种纯面向对象的设计,它为SNMP的编程提供了一个很好的框架,在网络管理软件的开发中得到广泛应用.给出了一种基于SNMP4J面向构件技术的网络管理模块开发.实验表明此方法具有较高的可用性、可移植性和可复用性,在一定程度上提高了系统中运用网络管理技术的开发效率.     

多路径网络编码的传输可靠性提高策略

为了提高无线传感器网络的传输可靠性,提出在中间节点选择性编码的多路径传输策略.该策略建立从源节点到汇聚节点的相交多路径,并在源节点对数据包进行编码后沿多路径传输,中间节点接收并转发编码包.如果中间节点是簇首节点,则需对数据包重新编码后再发送给下一跳节点.解析计算了路径的传输可靠性和标准化能耗,并对所提传输策略下的网络传输可靠性和能耗进行仿真.结果表明,所提策略使得网络的传输可靠性有所提高,而且能量有效性得到大幅改善.     

无线传感器网络节点故障诊断算法研究

针对无线传感器网络(WSN)中传感数据缺失或偏离真实值从而降低网络运行可靠性的问题,开展了关于WSN中各种节点故障的检测和诊断算法的研究,提出了基于SVDD的无线传感器网络Outlier检测、多尺度主元分析的WSN节点故障诊断算法,并进行了实验验证.实验结果表明本文方法能够有效实现对节点运行状态的监视和诊断,确保感知数据的准确性和完整性,提高网络运行的可靠性.     

WSN中基于负载均衡的EAMCT-G优化算法

针对EAMCT-G算法中个别簇头因成员过多使其能量过早耗尽的问题,基于负载均衡的思想,通过引入能量和距离的综合权值,对簇成员加入簇的选择策略加以改进,改善了个别簇头负载压力过大的情况．又通过引入双优化阈值,避免优化后新的负载不均衡情况出现,保证各簇头负载比较均衡,能量在各个簇间均匀分布,从而延长了整个网络的生存期．     

基于收敛值动态混沌自旋机制的WSN网络安全收敛算法

针对当前WSN网络安全算法普遍存在收敛度分散,抗攻击能力较差,实现机理复杂等问题,提出了一种基于收敛值动态混沌自旋机制的的WSN网络安全收敛算法。首先,通过WSN网络指纹因子投影迁移的方式,引入模拟评估度量,实现对不同时间段内WSN网络安全收敛状态的精确评估,提高网络收敛值混沌度水平;随后,根据网络收敛状态,通过微分傅里叶准则,构建收益评估因子,实现了网络攻击指标的混沌自旋,有效加快WSN网络安全收敛速率。实验结果显示:与当前常用的超高频混沌安全收敛算法(Ultra High Frequency Chaotic Security Convergence Algorithm,UHFC-SC算法)、傅里叶混沌安全收敛算法(Fourier Chaotic Security Convergence Algorithm,FC-SC算法)等相比,所提算法具有更高的收敛速度,以及更高的网络冗余带宽剩余足与网络传输带宽,具有良好的实际部署价值。     

重采样和天牛须协同演化粒子群的WSN覆盖控制算法

为了最大程度提升无线传感器网络(WSN)的覆盖范围并降低能耗,延长网络生命周期,提出了基于重采样技术和天牛须搜索的协同演化粒子群优化(RBASPSO)算法来优化WSN的覆盖控制问题。重采样技术平衡了粒子群算法的全局搜索能力和收敛速度,增加了粒子群整体多样性,防止算法过早收敛,加强粒子在搜索过程中跳出低质量谷底的能力; 天牛须搜索依靠个体的两个触角搜索其邻域,增强了粒子群中单个粒子的搜索能力。RBASPSO算法采用覆盖率和节点休眠率的加权作为优化WSN覆盖控制的目标函数,通过重采样技术和天牛须搜索的协同演化,既加强了单个粒子的搜索能力,又确保粒子群的多样性及活跃性,提升WSN覆盖性能。实验结果表明,RBASPSO算法不仅能有效处理复杂多峰问题; 而且可以有效提高WSN网络覆盖率,延长网络生命周期。