基于无线传感器网络的动态温控系统分析

温控系统是工业应用中重要的基础系统,它主要由无线传感器网络和后台数据管理组成,结合动态设计还可以满足网络动态拓扑变化方面的需求.基于无线传感器网络的动态温控系统与传统的温控系统相比,其设定温控精度更高,能稳定温度波动,节约能源.目前,将模块与内核相分离的方法正处于探究过程中.     

无线传感器网络的系统节能研究

无线传感网络为能量受限系统,我们设计了一个无线传感器网络的节能系统,硬件上采用主控芯片MSP4301611单片机和射频芯片CC1101平台,软件上MAC层采用S-MAC协议及进行优化,在网络层路由协议引入蚁群算法并进行能量均衡改进。实验结果表明,该原型能较好地降低无线传感器网络和传感器节点的能耗,延长网络生存周期。     

无线传感器网络操作系统中抢占式任务调度策略

提出了一种基于优先级的抢占式无线传感器网络操作系统调度策略IS-EDF,并在TinyOS上进行实现.提出的调度策略通过动态调整执行任务的优先级,可以有效地保证重要任务的实时性,改善无线传感器节点在任务负载较重情况下的系统响应性能;在节点处于轻负载或者空闲情况下,通过将节点带入睡眠状态,保证了无线传感器节点的节能.通过实验和仿真可以得出,提出的任务调度策略,在总能耗增加很少的代价下,可以有效地提高系统在运行负载较重情况下的系统响应性能.     

无线传感器网络中基于CLARA节能的组密钥管理方案

分析了无线传感器中节点地理位置对于设计节约能量的组密钥管理方案的重要性,讨论了基于K-means算法构造逻辑密钥树的不足,并提出一种新的基于CLARA节能的组密钥管理方案.     

基于WORIX的无线传感器网络通信协议栈的设计与实现

在实验室自主开发的操作系统WORIX的基础上,研究了无线传感器网络操作系统通信协议栈.根据无线传感器网络的自身特点制定协议栈的设计目标,并在WORIX操作系统中实现了满足无线传感器网络应用的通信协议栈,该协议栈包括三种路由协议.通过实验分析验证了协议栈的有效性,比较了其中三种路由协议的性能,并指出这三种协议适用的场合.     

路由算法LEACH的改进研究

在无线传感器网络路由协议的研究中,通过将现有无线传感器网络路由协议LEACH详细分析的同时,在发现算法的核心思想和优缺点的基础上对其进行改进,给出加权LEACH算法的设计思想,理论上该算法通过加权改进优化簇首的选择方法不仅具有好的能量有效性,而且能实现负荷的近似均匀分担。     

无线传感网络路由协议的节能研究

无线传感器网络是最近几年学术界研究的领域,它是由计算机技术、通信技术、微机电技术等多学科交叉产生的新研究领域,具有广阔的应用前景.基于无线传感器网络的路由协议的设计和传统的AD-HOC网络有很大的不同,节能是无线传感网络路由设计的一个很重要的设计指标.本文对几种典型的路由协议进行了节能因素的研究和分析.     

无线传感器网络能效中继选择算法的研究

为提高无线传感器网络的生命周期,提出一种改进的节能中继选择算法。该算法根据节点的位置和环境参数,选择优化的中继节点,通过降低节点的发射功率,从而减小节点的能量损耗。算法同时考虑节点自身的剩余能量,可以保证网络生命周期最大化。将改进的算法与传统的中继选择算法进行仿真对比,该算法能有效的节约能量,还能使网络能耗均衡。     

一种无线传感器网络节点的设计与实现

分析了无线传感器网络节点的需求,阐述了无线传感器网络节点的体系结构.在此基础上采用符合802.15.4协议的ATmega128L主控和CC2420射频传输的设计模式,以模块为单位进行设计,分为处理器模块、无线通信模块、传感器模块、能量供应模块四部分,最后整体实现了该设计.通过对比本文设计节点与Micaz节点的数据包随距离变化的接收率测试结果和温度传感器数据采集测试结果,证明该设计取得了良好的效果,为无线传感器网络进一步的深入研究提供了一个性能较好的硬件平台.     

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.     

无线传感网络覆盖中网络拓扑结构设计方法

无线传感网络覆盖可以合理分配网络的空间资源,更好地完成环境感知、信息获取等任务,当前无线传感网络覆盖方法不能对传感网络进行全面覆盖。提出一种新的用于无线传感网络覆盖的网络拓扑结构设计方法,将层次型拓扑结构作为无线传感网络拓扑基本结构,对其进行详细分析后,提出能量高效的拓扑控制算法:以同一概率周期性随机选择簇头,令无线传感网络的总体能量消耗均衡分配至各传感器节点中,实现簇中成员节点数据的均衡分布,完成无线传感网络拓扑结构的设计。实验结果表明,设计的网络拓扑结构可以合理调节传感节点的距离,可以覆盖整个无线传感网络,减少重复覆盖,具有很好的覆盖优化效果。     

考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法设计

传统方法设计无线传感网络路由中,往往忽略了节点的能量消耗以及不同节点能耗的差异性,导致出现节点分布不均匀、路由平衡度较差、整体开销成本较大、能耗高等问题。为此,提出了考虑节点能量消耗的无线传感网络平衡路由算法。构建节点能耗模型,建立无线传感网络梯度和传感器节点之间的信息素,结合蚁群算法求解整体能耗模型,实现无线传感网络平衡路由的算法设计。实验结果表明,所提方法可提高无线传感网络中节点的均匀分布能力,降低整体能耗开销,减少能量消耗,有效实现无线传感网络平衡路由的算法设计。     

传感器网络结点OS及其传输协议的设计与实现

首先分析了传感器网络结点任务的特殊性和多样性,在此基础上论述了传感器网络结点通用实时嵌入式操作系统(SNNEOS),阐述了该操作系统的系统构架、内核中断的管理和通信子系统的实现方式,并对该操作系统的传输协议关键问题进行论述.SNNEOS采用的事件驱动方式响应外界请求,避免处理器轮循,节省能源消耗.通过实时内核与非实时内核的方式,将实时任务与非实时任务分离,对关键的实时任务进行及时响应.通信子系统中采用分层处理方式,每一层单独创建一个进程,使SNNEOS的实现更加的清晰和容易.     

无线传感网络多节点通信链路质量检测算法

为提升无线传感网络的扩展性和通信性能,研究无线传感网络多节点通信链路质量检测算法。基于稳定路由协议设计了无线传感网络多节点通信链路质量检测算法,利用通信节点分析报文确认邻居节点间距,通过非参数局部线性核平滑方法依据邻居节点间距建立信号获取平滑后的信号接收强度。判断无线传感网络中的节点是否来自上游节点分组的平滑后信号接收强度后,采取滑动窗口局部多项式拟合方法建立链路质量检测模型,通过链路质量检测结果判断无线传感网络中该链路中通信节点移动状态,通过通信节点移动状态判断链路质量。实验结果表明,采用该算法可准确检测无线传感网络多节点通信链路质量,且在节点数量增加时检测效果依然良好,具有较好的扩展性。     

无线网络传感器中超低功耗节点能源技术研究

能源问题是无线网络传感器中的关键问题。文章针对无线传感器网络其节点绝大部分时间处于休眠状态,而正常收发数据时间极短运行的特点,利用多模式运行以及分区供电的节能思想,结合新型的电子开关芯片ADG821/ADG822以及定时器PF8563,成功开发设计了一款超低功耗(1μW)网络传感器,降低了整个无线网络传感器的节点能耗问题,扩大了无线网络传感器的应用范围。     

无线传感器分簇网络实验系统设计

针对无线传感器网络分簇算法验证,设计了分簇网络实验系统。系统中无线网络节点计算能量消耗,通信报文传输节点消耗能量值和分簇节点标记,主机节点依据数据实时绘制分簇网络结构和能量消耗分布图,并计算总消耗能量,对分簇算法进行评估。系统经试用,对分簇算法设计与优化有重要的作用。     

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。     

无线传感器骨干网络路由算法

针对当前无线传感器骨干网络路由算法无法平衡能耗和数据传输之间的矛盾, 导致无线传感器骨干网络路由的数据传输时延较大, 无线传感器网络吞吐量较小的不足, 以提高无线传感器网络整体性能为目标, 设计一种新的无线传感器骨干网络路由算法. 首先分析无线传感器网络的工作原理, 并建立相应的路由模型; 然后引入机器学习算法对无线传感器骨干网络路由中的无线传感器节点能量进行实 时预测, 选择能量大的无线传感器节点进行数据传输, 构建能量消耗最小的无线传感器骨干网络路由; 最后与其他无线传感器骨干网络路由算法进行对比测试. 测试结果表明, 该算法的无线传感器骨干网络路由能耗较小, 无线传感器网络数据传输可靠性高, 加快了无线 传感器网络数据传输速度, 无线传感器骨干网络路由整体性能明显优于其他对比算法.     

基于物联网的智能实验楼宇照明及环境监控系统

智慧校园的建设对实验楼宇的节能及环境监控提出了更高的要求.针对目前高校实验楼宇公共照明及环境监控问题,设计了一套基于物联网技术的智能化实验楼宇LED节能照明和环境监控系统.该系统利用混合式网络架构,感知层采用遵循IEEE 802.15.4标准的低功耗ZigBee自组织网络实现状态数据采集;网络层则利用GPRS无线网络技术实现传感及控制数据的远程传输;应用层客户端可以方便地通过PC机或者移动终端等监控实验楼宇相关环境和照明参数信息.该体系架构灵活且可扩展性强,很好地实现了实验楼宇节能照明及环境监控的智能化管理.     

基于WSN的小区路灯智能控制系统设计

为了提高小区路灯使用效率,节约能源,采用基于无线传感器网络（WSN）技术设计小区路灯智能控制系统.该系统以CC2530芯片为无线组网核心控制器,通过光照传感器、红外传感器和声音传感器智能感知光照度、行人和车辆的出现,并智能规划路灯开关次序与延时设置,实时监测路灯工作状态,通过手机短信发送告警信息.系统测试表明,该系统具有绿色节能、智能化、成本低、使用效率高等特点.