无线传感器网络节点概述

无线传感器网络因其巨大的应用前景越来越受到学术界和工业界的广泛关注.文章介绍了无线传感器网络节点的体系结构,分析比较了国内外当前典型的各种节点,重点讨论了目前无线传感器网络节点常用的处理器、射频芯片、电源和传感器各自的优缺点,并详细比较了应用于无线传感器网络的无线通信技术.     

无线传感器网络节点定位技术研究

由大量的智能传感器节点构成的无线传感器网络,已经成为一种全新的信息获取方法和处理技术。无线传感器网络的许多应用都是基于节点的位置信息,因此本文结合节点定位的基本概念,对基于测距和非测距两种节点定位方法进行了研究,分析了基于非测距定位方法的优势,并对几种典型的非测距定位方法进行了比较,最后给出了下一步研究工作。     

无线传感器网络节点调度技术研究

探讨了无线传感器网络的节点硬件体系结构和网络体系结构;论证了无线传感器网络节点调度的必要性和价值;从网络覆盖度及连通性等角度分析了若干较有代表性的节点调度算法.     

一种节点异构的无线传感器网络分簇算法

在无线传感器网络的实际应用中,网络节点通常具有不同的能量和发射功率,提出一种异构的无线传感器网络分簇算法,将监测区域划分为单元格,在存在异构节点的单元格中进行二次划分,在每个单元格中根据节点的剩余能量选举簇头。仿真实验证明,采用分簇方法满足了网络数据传输的可靠性要求、延长了网络的生存周期。     

无线传感器网络节点定位改进算法

提出一种改进的距离无关无线传感器网络节点定位算法——变系数弹簧模拟算法.该算法首先得到锚节点跳数距离和平均每跳距离,然后计算出节点的初始位置,再通过模拟方法对节点位置迭代求精.仿真结果显示,在相同的锚节点比例和平均连通度情况下,该算法明显优于DV-op算法.     

异构传感器网络成本最优节点部署机制

针对异构无线传感器网络中节点的高密度部署情况,研究了异构传感器节点的优化部署问题。提出一种基于遗传算法的异构节点成本优化部署方法。算法以网络的容错性和覆盖性为约束条件,以部署的成本为目标函数进行优化计算得到保证网络覆盖和网络容错性所需的节点位置和节点类型。算法既适用于布尔传感模型,又能应用于概率传感模型。仿真结果表明该算法能快速收敛于最优解,降低网络部署的成本,是一种可行的异构无线传感器网络节点部署的解决方案。     

三维无线传感器网络节点定位研究综述

无线传感器网络现在已经在各领域广泛应用,而节点定位技术是其应用中的基础性研究问题之一。从距离相关和距离无关定位算法的角度分析了三维无线传感器网络中几种典型应用的定位算法。论述了该算法的概念及其原理,并对几种定位技术的性能进行了比较和分析。每种算法都有一个应用环境,应根据实际需要进行选择。随着定位技术的发展,定位要求越来越高,移动锚节点定位算法成为了现在研究的趋势。总结了当前无线传感器网络定位算法的优缺点,并提出了对未来研究热点的看法。     

基于单片机的无线传感器网络节点硬件设计

传感器节点是无线传感器网络的基本组成元素。本文通过对传感器节点的特性分析,采用MSP430和nRF905为主要芯片设计了一种无线传感器网络节点。经测试可满足节点微型化、低功耗、实时处理能力强、高可靠性等要求。     

基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位

为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,提出了一种基于移动锚节点的非测距的定位技术。9个装备有GPS接收机的可移动锚节点形成一个圆形定位区域,位于定位区域内的待定位节点接收锚节点发射的信号,并记录接收信号强度。比较接收信号强度确定自己所处区域,从而实现定位。仿真结果表明,该节点定位技术平均定位精度约为10%,与其他类似定位技术相比能够明显提高节点定位精度。     

基于移动锚节点的无线传感器网络节点定位

为了更好地解决无线传感器网络节点定位精度和复杂测距技术之间的矛盾,提出一种基于移动锚节点的非测距的定位技术。9个装备有GPS接收机的可移动锚节点形成一个圆形定位区域,位于定位区域内的待定位节点接收锚节点发射的信号,并记录接收信号强度,比较接收信号强度确定自己所处区域,从而实现定位。仿真结果表明,该节点定位技术平均定位精度约为10%,与其他类似定位技术相比,能够明显提高节点定位精度。     

Multi-objective optimization sensor node scheduling for target tracking in wireless sensor network

Target tracking in wireless sensor network usually schedules a subset of sensor nodes to constitute a tasking cluster to collaboratively track a target.For the goals of saving energy consumption,prolonging network lifetime and improving tracking accuracy,sensor node scheduling for target tracking is indeed a multi-objective optimization problem.In this paper,a multi-objective optimization sensor node scheduling algorithm is proposed.It employs the unscented Kalman filtering algorithm for target state estimation and establishes tracking accuracy index,predicts the energy consumption of candidate sensor nodes,analyzes the relationship between network lifetime and remaining energy balance so as to construct energy efficiency index.Simulation results show that,compared with the existing sensor node scheduling,our proposed algorithm can achieve superior tracking accuracy and energy efficiency.     

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.     

水质参数监测无线传感网汇聚节点设计

针对生活及工农业生产用水的安全性、可靠性等要求,需要对水质参数进行有效、实时监测.设计一种新型的集传感器、数据采集及处理、无线通信等技术于一体的水质参数WSN(无线传感网)汇聚节点.采用性能优异的Zigbee芯片CC2530完成所采集的水质参数A/D转换及WSN节点间数据通信;并使用性能优异的ARM7内核的S3C44B0X微处理器对采集的数据做进一步分析处理,通过控制GPRS模块完成数据远程传输.该汇聚节点使用太阳面板发电并对蓄电池充电的设计,解决系统独立能源供应问题,其能源转换控制由S3C44B0X完成;通过移植μC/OS-Ⅱ至S3C44B0X管理汇聚节点的运行.研究结果表明该WSN汇聚节点可长期有效用于野外各种水质参数的监测,性能稳定可靠.     

水质自动监测无线传感网络节点设计方案

文章根据现阶段对水质自动监测无线网络节点的相关功能要求,搭建了一个水质自动监测无线网络节点平台,可以满足不同的监测环境的监测需求,只需要更换相应的传感器.水质自动监测无线传感网络节点的核心模块由主控MCU MSP430和ZigBee通讯模块CC2530组成.     

一种基于备份节点的无线传感器网络拓扑控制算法

无线传感器网络的特征是自组织和能量有限,为确保网络可靠的工作,组网的策略是影响网络生命周期的一个重要因素,而过于复杂的拓扑控制算法和路由算法本身又会加重网络负担。对于此问题,提出了一种基于备份节点策略的实用无线传感器组网拓扑控制算法,此算法在传统树形拓扑上通过添加备份节点和隐含连接的方式实现了快速且可靠的在拓扑形成。由于拓扑结构中的激活连接类似于传统的树形结构,故通过HRP(Hierarchical Routing Protocol)的路由方式,在拓扑建立的同时生成路由信息,减少了维护路由信息带来的额外的网络负载。此算法生成的备份节点特性具有一种可继承的自愈特性,在出现节点失效时,网络局部可根据上下层节点信息进行自动的修复,确保网络的连通性。     

基于嵌入式Linux的无线传感器网络汇聚节点

文章研制了一种基于嵌入式Linux的无线传感器网络汇聚节点,能够组建管理无线传感器网络,负责收集融合来自传感节点的数据,与外界实现通信,并将接收处理的数据以动态网页的形式提供给用户访问。汇聚节点硬件部分选用ARM9处理器S3C2440作为主控芯片,软件设计包括与硬件密切相关的嵌入式Linux系统软件开发平台的建立和远程监控体系的实现。实验结果表明,采用基于AJAX技术设计的汇聚节点实现了无线传感器网络数据接收的功能,并能够将数据以动态网页的形式提供给远端客户。     

基于ZigBee的无线传感网络节点的封装和实现

采用TI公司的CC2530作为无线传感网络节点的信息检测与处理核心芯片,实现Zig Bee无线传感网络节点的封装。在介绍CC2530芯片的基础上,分析了包括DHT11数字温湿度传感器在内的传感节点的封装过程。采用Altium Designer,完成了传感节点的封装和实现。实验结果表明,封装后传感节点测量的温湿度与天气实况一致,比传统温度计、湿度计更灵敏。     

基于Steiner点的移动传感网络汇聚节点选址

针对目前绝大数静态汇聚节点选址策略很难应用到移动网络的问题。提出了基于边结构并实现结构意识自适应算法的SCSN模型,其边结构并结构意识自适应算法,能在移动传感网中动态实时地维护汇聚节点在Steiner中心位置,实现了节点个数复杂度由Ο(n)下降到Ο(n),同时还具有动态自适应、低复杂度、低时延等方面的优势。实验对比Steiner和其他几何中心作为汇聚节点的移动更新的偏移量,结果表明Steiner有使汇聚节点高稳定低偏心的特征。     

基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断

针对系统资源有限、不适宜运行复杂故障诊断算法的问题,提出基于粗糙集的温室无线传感网络节点故障诊断方法.结合网络体系结构,以资源丰富的汇聚节点为中枢,在运行过程中在线判别其子节点故障征兆,通过简单地查故障诊断决策表的方法来诊断子节点故障类型;从系统的、模块化的角度构建的子节点故障征兆、故障类型具有相关性,在简化决策的同时也造成了决策表的冗余,运用粗糙集及其数据约简理论设计一致数据启发式子节点故障诊断约简算法来约简冗余,建立了更简洁的子节点故障诊断决策表.结果表明,基于粗糙集能够实现在线简便的故障诊断,并可节约子节点系统资源.