基于异步卡尔曼滤波的移动机器人动态定位

针对室内移动机器人动态定位在网络盲区中失效的情况,提出一种根据机器人周围网络环境动态选择信标节点,完成自主定位的系统.利用扩展卡尔曼滤波后的RSSI完成测距,然后采用极大似然算法完成定位,再用异步卡尔曼算法修正定位误差.该算法成功地将经典卡尔曼滤波与其他定位算法相结合,对于定位算法的结果进行平滑和优化,修正和改进定位精度.尤其在网络盲区中,采用异步卡尔曼滤波获得最优数据.仿真实验表明该系统针对移动机器人自主动态定位具有精度高、适应性强、鲁棒性好等特点.     

无线传感器网络的特点及其能量优化策略

无线传感器网络是由大量传感器节点通过无线通信技术自组织构成的网络,是一种以采集数据、发送数据和通信为目的的新型网络;能量优化策略是在一定的分簇算法基础上提出的,也就是在网络中的节点按照一定的分簇算法形成簇后,再应用优化策略,能够为网络节省能量,从而延长网络的生存期;介绍了无线传感器网络的特点,并提出了一种能量优化策略,以进一步减少能量消耗。     

基于概率定位的稀疏无线传感器网络

节点定位是当前无线传感器网络非常重要的一个课题。针对无线传感器的网络节点定位设备过于复杂,成本较高的问题,提出了基于概率定位的算法。该算法在相邻节点间使用步数器和基于概率的测距定位方法,与当前的多数要求良好网络连通性的方法不同,该方法有效解决了稀疏网络下的节点定位问题。根据所设计的实验模型,用实际结果对该算法进行了验证,该算法在稀疏网络中性能良好,具有实用价值。     

WSN测量的徽州村落环境霉变指数分布研究

徽州村落具有1 000多年历史,结构与布局稳定成为研究热点。研究采用了容易部署的WSN技术,对徽州民居、村落环境的常年微液滴(雾等)分布、温度、湿度与光强进行数据采集,结合霉变指数的算法,发现徽州民居的天井结构与无天井结构的徽式民居,具有明显的防范高湿度与过饱和水汽环境的能力,有效遏制了微液滴对民居与人群密集(村落)的侵入。实验数据认为有天井结构的徽式民居可以在高(饱和)湿度环境中,室内常年保持低湿度环境(无饱和水汽),使得村落中液滴密度只有村外的17%。通过霉变指数拟合,对比徽州民居风格与现代民居风格建筑与布局环境,进一步支持老式民居霉变指数远小于现代风格民居的结论。     

一种分解式模糊聚类粒子滤波的WSN多目标跟踪方法

针对无线传感器网络环境下的多目标跟踪时近相距和轨迹交叉目标容易出现目标丢失和跟踪混淆的问题,提出一种分解式模糊聚类粒子滤波(DFCM—RPF)的多目标跟踪方法。把多传感器数据融合和多目标跟踪问题分解为单传感器数据融合和单目标跟踪问题,先对传感器节点量测用基于跟踪门限算法去除杂波,在各传感器节点的观测空间分别建立模糊聚类算法进行数据关联并最优融合,然后用正则化粒子滤波预测目标状态。仿真表明,DFCM—RPF算法与原FCM多目标跟踪方法相比,航迹关联正确率由85%提高到100%,目标预测位置的RMSE由4.437 7 m下降到1.307 3 m,DFCM—RPF算法体现了较好的跟踪性能,并集数据关联、数据融合和目标跟踪于一体,大大降低WSN多目标跟踪问题的复杂性和计算量。     

无线传感器网络OPNET能量建模方法与仿真

针对OPNET未提供能量模型的问题,提出无线传感器网络OPNET能量建模方法.重点分析能量建模过程及其实现机制,并引入一种能较准确描述电池放电过程的RM电池模型,实现了OPNET能量模型进程建模.仿真结果表明,能量建模过程实现机制是可行的,且RM电池模型能更准确估算节点寿命.     

基于6LoWPAN的WSN网络与CAN总线互联集成

基于6LoWPAN协议的无线传感器网络(WSN)能实现与现有IP网络的无缝互联,但如何在汽车信息处理和工业监控等领域有效集成6LoWPAN协议和CAN总线协议仍是一个有待解决的问题。在分析CAN总线协议、TCP/IP和6LoWPAN协议体系的基础上,设计并实现了以TCP/IP网作为中介,CAN总线网络与基于6LoWPAN的WSN网络的集成模型,并对该集成模型进行了模拟测试,测试结果表明该模型可行、有效。     

WSN在河流污染源实时监测系统中的应用

针对当前河流污染源监测中面临的监测点分散、布线困难和实时性差等特点,提出了利用具有节点功耗低、工作时间长、成本低、能自组织地通信以及在危险区域和大面积监测中容易布置等特点无线传感器网络,对河流污染源进行在线监测的方法.并着重讨论了该系统无线传感器网络体系结构、网络节点的构成,以及数据采集和无线传输的实现.     

一种新的水下立体空间WSN覆盖增强算法

当前热门的三维立体空间WSN覆盖方法应用在水下空间并不具有普适性。针对应用在水下的立体WSN覆盖方法通常存在覆盖率不高、节点移动能耗过大以及由此引起的节点能耗值差异较大等问题,结合现有的水下覆盖策略,提出一种新的基于降低节点能耗、提高水下空间覆盖率的水下空间层次化覆盖增强算法(underwater hierarchical space coverage-enhancing algorithm,UHSCA)。理论分析及仿真结果表明该策略对水下节点的精确性部署进行了性能优化,在改善节点部署过程中能量消耗均衡性的基础上降低了节点的整体耗能,水下空间覆盖率也有相应提高,对应用在水下侦察、水文监测等水下立体空间的WSN具有较强的实用性。     

无码率码在无线传感器网络中的应用研究

传统固定码率通信方案在大规模网络中存在时延和多反馈情况, 影响无线传感器网络(wireless sensor network, WSN)的传输性能。无码率码能够根据信道状态实时改变传输码率, 很好地解决这一问题。本文以多源多中继网络模型为基础, 设计了基于累积无码率(accumulate rateless, AR) 码的分布式协同传输机制, 并对传输的广播、转发、译码等阶段进行了阐述和分析。结合使用外信息转移(extrinsic information transfer, EXIT)图和凸优化工具对方案中的AR码度分布进行了联合优化求解。仿真结果和对比分析表明, 所提分布式AR码度优化方案, 在错误平层上明显优于分布式卢比转换码方案, 在译码性能上较现有Raptor方案和AR码单独度分布优化方案分别减小3.7%和1.3%的码率倒数。