一种新的移动传感器网络部署及管理机制

在移动传感器网络中,传统的基于虚拟力的部署方法通常采用牛顿运动定律计算节点的位置移动.该方法能够实现移动传感器网络的自动部署,但也将简谐振动带入到网络中,使一些节点在达到平衡位置后无法立即停止,从而消耗了传感器大量能量.通过重新定义应用于移动传感器网络中的运动定律,提出了Force-based算法,使节点的运动只与受力相关,较好地解决了该问题.模拟实验表明,该部署方法可以较好地完成节点的自动部署,扩大了覆盖率,降低了能量消耗.     

网格移动的无线移动传感器网络部署算法

针对目前无线移动传感器网络中部署算法过于复杂的问题,提出了一种新的基于网格移动的无线移动传感器网络部署算法.降低了常见无线移动传感器网络部署算法的时间复杂度,提高了任务区域的节点覆盖度,减少了覆盖漏洞,适用于无线移动传感器网络的应用.文中论述了该算法的构架,执行过程,并对该算法进行了仿真分析.仿真结果表明,该算法在有效降低算法复杂度的情况下满足了网络部署中关于覆盖率的要求.     

基于人工势场的水下传感器网络部署优化策略

对水下传感器网络移动节点的位置进行调整以提高传感器网络的有效覆盖率具有重要现实意义.根据水下传感器网络的特点,提出基于人工势场的分布式水下传感器网络部署优化算法UPFA(Underwater deployment based on Potential Field Approach).混合传感器网络部署优化问题可以转化为漏洞修复问题,覆盖的漏洞会对移动节点产生虚拟吸引力.仿真结果表明,UPFA算法能够引导水下的移动节点修复水下传感器网络的覆盖漏洞,显著提高水下传感器网络的有效覆盖率.     

一种DTN路由算法

针对DTN长延时、高动态拓扑、节点分布稀疏、频繁断路等网络特性,提出一种基于存储-携带-转发机制的DTN路由算法.该算法的源节点不以建立到目的节点的路由为发送数据的前提,而是在通信范围内选择与目的节点之间传输概率最大的节点,作为数据中继节点,中继节点存储数据,遇到目的节点或更优中继节点进行数据转发,经过逐跳携带转发,最终到达目的节点.在存储-携带-转发过程中,充分利用网络频繁变化的特点,针对到目的节点或更优中继节点的短时局部连通路径,采用Ad Hoc网络路由策略,提高效率.通过NS2仿真表明:所提出的算法具有较好的性能,适合在DTN中应用.     

基于锚节点主动部署机制的WSN节点定位算法综述与分析

无线传感器网络的应用中,网络的位置信息由特定的节点定位算法获得,节点定位算法的选择与实际监测环境的特点和具体性能需求等因素有关.基于锚节点部署的方式,将无线传感器网络节点定位算法分为基于固定和移动锚节点辅助下的2大类定位算法,详细分析了2类算法下的典型算法,对未来无线传感器网络节点定位算法的研究进行了展望.     

混合无线传感器网络移动节点部署优化

为了提高随机部署条件下无线传感器网络对目标监测区域覆盖质量,将目标区域划分为彼此相邻但互不重合的子区域,根据各子区域的期望覆盖质量,并利用改进的粒子群算法优化各子区域节点的分布密度;然后在节点间建立虚拟力场,利用虚拟力调整移动节点的部署位置.仿真实验结果表明,该方法能有效优化移动节点的部署,改善目标区域内节点的分布情况,提高无线传感器网络的覆盖服务质量.     

移动传感器网络分布式节点部署优化算法

针对移动传感器网络中动态目标监测场景,提出了一种分布式传感器节点部署优化算法.该算法模仿鸟群行为将传感器节点驱动至目标附近的合适位置,并使得邻节点间的距离接近一个由实际通信模型确定的期望值.部署过程中节点运动遵循二阶动力学原理,系统的激励函数由势函数、节点速度共识项和导航反馈项组成,其中势函数用于控制邻节点之间距离,节点速度共识项用于表征相邻节点的群体行为,而导航反馈项则用于追踪目标的移动.仿真结果表明:该节点部署算法相比于传统鸟群算法,无论目标节点是否静止,均可更均匀地实现传感网节点部署.     

DTN中基于二分图的路由选择

由于DTN(delay tolerant networks)缺乏稳定的端到端传输路径,为了提高其路由协议的传输效率,减少网络延迟和开销,主要采用增加冗余数据包副本的办法.而传统的DTN路由协议往往无法有效地控制数据包副本的数量,最终导致路由性能下降.由于DTN网络中的节点具有社会属性这一特点,使得节点的移动具有一定的规律性和稳定性.首先分析了节点之间信息交换关系,证明DTN中存在二分图的性质.其次提出DTN网络中基于二分图的路由选择和具有时间因素的最优路由算法,最后给出了模拟仿真实验结果.     

无线网络中节点移动性对病毒传播行为的影响

结合无线网络上病毒传播的实际特点,以蓝牙网络为载体,通过在SIS传播模型上引入移动的网络节点,分析和研究节点的移动速率对病毒传播的影响.数值仿真采用类似于蜂窝网络的拓扑结构,使网络中的节点按照指定的角度和速度在指定的网络区域内朝任意方向移动以建模实际网络拓扑的动态变化.结果表明节点移动越活跃,网络病毒感染速率越快,网络中被感染的节点数就越多.因此,通过控制网络中节点的移动速度来抑制无线网络中病毒的传播,进而为网络管理部门部署病毒的预警和控制措施等提供一些有意义的理论指导.     

基于虚拟力和果蝇优化算法混合控制水声传感器网络部署策略

提出了基于改进的虚拟力和果蝇优化(Virtual Force and Fruit Fly Optimization,VFFO)算法混合控制水声传感器网络部署优化的方法.该方法首先通过虚拟力算法对传感器节点的初始部署进行优化,以得到较好的初始部署状态;然后通过改进的果蝇算法对水声传感器网络进行重部署,同时分析了算法的移动部署能耗问题.仿真结果表明,该算法在相同能耗下能够得到更高的网络有效覆盖率.     

四(4-溴)苯基铂卟啉荧光猝灭氧传感器的研究

研究了以PVC膜为支持体系,以四(4-溴)苯基铂卟啉为敏感物质的荧光猝灭氧传感器对分子氧的响应特性．该氧传感器敏感膜的最大激发波长为402nm,最大发射波长为664nm,分子氧可以有效地猝灭四(4-溴)苯基铂卟啉敏感膜的荧光．在100％N2和100％O2中的荧光强度之比大于40倍;在N2饱和和空气饱和的水中荧光强度之比大于14倍,有较高的灵敏度,其寿命大于3个月。     

铜基载氧体制备参数对释氧和吸氧性能的影响

在STA409PC热重分析仪上,以机械混合法和溶胶凝胶法制备的铜基载氧体为研究对象,研究了惰性载体种类、惰性载体添加比例、不同煅烧温度及煅烧时间等制备参数对铜基载氧体释氧和吸氧性能的影响.实验结果表明:三种类型载氧体释氧性能强弱顺序为Cu/Zr>Cu/Ti>Cu/Si,吸氧性能相差不大;随惰性载体添加比例的增加,载氧体的释氧和吸氧性能增强;随煅烧温度的升高,载氧体的释氧性能降低,而吸氧性能变化不大;煅烧时间的改变对载氧体的释氧-吸氧性能没有明显的影响;不同制备方法制备的载氧体,Cu/Zr和Cu/Si溶胶凝胶法好于机械混合法,Cu/Ti机械混合法好于溶胶凝胶法.     

基于无线传感器网络的城市空气质量监测节点设计

给出了面向城市空气质量监测应用的无线传感器网络CO_2监测节点设计.该节点采用锂电池供电,使用LM3S811作为微处理器来处理TGS4161传感器采集的数据,再通过具有ZigBee协议芯片的CC2420来实现对数据的传输以及各个节点之间的无线通信.现场测试结果表明,基于本文的方案设计的CO_2监测节点与其它同类型方案相比具有成本更低、监测精度更高、能效更高的优点.     

A Switch Agent for Wireless Sensor Nodes with Dual Interfaces: Implementation and Evaluation

Data generation in wireless sensor networks could be bursty as it is dictated by the presence or absence of events of interest that generate these data. While conventional sensor nodes possessed only one radio interface, next generation sensor nodes are expected to have two (possibly more) radio interfaces, each with different ranges, capacities, and power consumptions. Equipping sensor nodes with dual radios has its own benefits and can be quite useful in handling bursty traffic while at the same time satisfying the application’s delivery requirements. In this paper, we propose an adaptive interface switch agent that intelligently selects the interface to be used for data transmission at a sensor node based on the data burst length or end-to-end delay while taking into consideration power consumption and throughput. The proposed work generalizes earlier works in this area to enable both the source nodes and intermediate data forwarding nodes to initiate the activation of high power radios so that they can be utilized to a higher degree for converge-cast communication. We have performed extensive simulations with sensor nodes containing both IEEE 802.15.4 and IEEE 802.11 compatible radios. Our simulation results indicate that the switch agent yields throughput, delay, and packet delivery ratio comparable to the higher bandwidth interface alone, without incurring much energy wastage.     

基于支持向量机的无线传感器网络分布式检测

为减少基于似然比检测的无线传感器网络最优分布式检测方法对信道状态、噪声分布和传感器检测性能等信息的依赖,满足实际系统的需要,提出使用支持向量机实现无线传感器网络分布式信号检测的方法.该方法无需预知信道状态和噪声分布信息,简化了无线传感器的节点功能.该方法将传感器节点测量结果以模拟非编码方式发送至数据中心,数据中心利用训练好的支持向量机对接收到的信号进行判决.仿真结果表明,该方法可获得较高的检测精度.     

基于PLC的城市道路照明节能控制系统设计

针对目前我国大多数城市道路照明电能浪费巨大的问题,提出了城市道路照明系统结构和节能控制方案,采用CPU-226PLC、EM235和RY-G光照传感器等设备设计了硬件电路,并根据路灯在光照度和时间协同作用条件下设计了PLC控制程序,实验表明该设计能够很好地实现城市道路照明路灯的节能控制,能够为城市道路照明提供一种可行的节能方案.     

城市污水H-A-O生物脱氮工艺研究

为同时去除城市污水中的有机物和氮,设计了水解-缺氧-好氧(H-A-O)生物脱氮处理工艺,建立了连续处理实验装置,并对该工艺进行了现场中试研究.结果表明:在总水力停留时间为7.5 h、硝化出水回流比为200%、无外加碳源和碱度、无污泥回流的条件下,有机物和总氮的去除率分别超过82%和65%;以水解取代传统的城市污水处理中初沉池,既可有效地改善污水的可生化性,又可增强污水处理系统运行的稳定性.     

Fabrication and characterization of patterned carbon nanotube flow sensor cell

Patterned flow sensor cell consisting of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) network and polydimethylsiloxane (PDMS) are fabricated, based on the process of vacuum filtration, photolithography, and plasma etching. The sensor cell is a composite thin film and packaged to form a flow sensor, and then tested in different flow rates with different liquids, such as deionized (DI) water and NaCl solution. The induced-voltage increases with increasing flowing velocity and liquid concentration. The relation between induced-voltage and sensor cell conductivity is tested in the same liquid at the same flow rate. The higher the conductivity is, the higher the induced-voltage is. Some of the SWCNTs are fixed in the PDMS matrix, simultaneously some of them protrude above the composite thin film, which are exposed to the liquid and contribute to the voltage generation. The fabrication method can make the flow sensor scaled down to dimensions on the order of micrometers, which makes it suitable in very small liquid volumes.     

Analysis of coverage problem under border effects in wireless sensor networks

Wireless sensor networks can be used to monitor the interested region by deploying dense sensor nodes. Coverage is a primary metric to evaluate the capacity of monitoring. In this paper, we focus on the coverage problem under border effects, where the sensor nodes are distributed in a circle-shaped region randomly. Under this scenario, we derive the expected coverage of the sensor node and the total network coverage provided by n sensor nodes accurately by probability. These findings are useful to determine the related parameters (sensing range, number of sensor nodes and radius of monitored region) for a specific network coverage ratio. Simulation results demonstrate that our analysis is correct and effective.     

一种能量感知的无线多媒体传感器网络多路径QoS路由协议

针对无线多媒体传感器网络对能量、时延和分组传输率的要求,提出了一种能量感知的多路径QoS路由协议,详细描述了能耗模型、邻居节点和路由发现机制.仿真实验表明,该算法相比传统协议可以降低时延和能耗,并提高分组传输率,从而延长网络生命周期.